JPH0627747B2 - 継手付き軸における回転数および／または回転角信号を得るための装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特許請求の範囲第１項の前提部分に記載の、
継手付き軸における回転数および／または回転角信号を
得るための装置に関する。

〔従来の技術〕

このような装置を、継手付き軸の従動フランジまたはこ
の従動フランジと共に回転する構成部材にパルス発生器
が取り付けられることによつて、製造することは公知で
あり、このパルス発生器のパルスはセンサによつて検出
され、このセンサは、従動フランジの近くにある、共に
回転しない構成部材に取り付けられている。

この公知の解決策において不利なのは、場所をとること
である。特に、多くの使用例において、センサの収納の
ために必要な取り付け空間を用意することは困難であ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明の課題は、冒頭に挙げた種類の装置を簡単な手段
により僅かの所要場所で取り付けられるように改良する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この課題は、特許請求の範囲第１項に記載の発明によつ
て解決される。別の構成および有利な構成は特許請求の
範囲の実施態様項に記載されている。

本発明による装置は、トルクが、異なる角度位置におい
て互いに移動可能な部分を持つ軸系を介して伝達される
すべての技術分野において使用可能である。

公知の装置がひどい汚損にさらされ、したがつて故障し
やすい使用例において、本発明は、損害の危険が小さ
く、極めて汚損の少ない構成の利点を示している。

本発明は、公知の装置が高い温度およびそれにより増大
する故障の危険にさらされるような使用例に対する有利
な解決策を提供する。このような使用例は例えば、従動
フランジの近くに制動装置が存在する場合にある。

上述した利点により本発明は自動車の駆動されるかじ取
り軸に使用可能であり、このかじ取り軸において従動フ
ランジは車輪および車輪ブレーキの近くにあり、それに
より従動フランジの範囲は窮屈な取り付け空間を与える
のみならず、さらにひどい汚損およびひどい熱発生にさ
らされる。この場合、本発明は落石による装置の損傷の
危険も減らす。

本発明は、誘導式および光電式および容量式に、または
ホール効果法またはヴアイガント法または電磁抵抗原理
により回転数および／または回転角信号を得ることを可
能にする。

有利な構成においてセンサは、中空に構成された揺動ピ
ンの中に配置されている。しかしセンサを揺動ピンの他
の個所、例えば側方または端面の外面にも公知の手段に
より取り付けることができる。センサを端面に、特に回
転継手へ向く揺動ピンの端面に配置することができる。

有利な実施例においてセンサは、揺動ピンの縦軸線の方
向に、例えば揺動ピンに対して同心的に配置されてお
り、この場合センサの検出端は半径方向に外方から回転
継手へ向くことができるのが有利である。特に、センサ
の一方の検出端は揺動ピンを回転継手の方向にも貫通す
ることができる。

装置が誘導的に構成されている場合は、センサを基本セ
ンサと、任意の位置に永久磁石を保持する高透磁率低保
持力材料製の軸部から成る磁気変換器とから構成するこ
とができる。この場合磁気変換器は、揺動ピンを貫通す
るセンサの端部であり得る。永久磁石を磁気変換器の回
転継手側の端部に配置することができるのが好ましい。
永久磁石は、それにより可能になる小さい構成寸法のた
めなるべく希土類から形成されるのが好ましい。磁気変
換器による解決策は、安価にまたはすぐ得られるが、し
かし短かすぎる基本センサが上述のように使用されなけ
ればならない場合に特に有利である。

パルス発生器が回転継手の周囲に、このパルス発生器の
軌道またはこのパルス発生器が継手付き軸の回転の際に
描く周面を少なくとも揺動ピンに近い方の範囲において
揺動軸線が通るように、配置されている場合は、パルス
発生器を縦範囲において特に小さくすることができる。

本発明が回転数信号を得るために使用される場合は、パ
ルス発生器は周囲に均一に分布された若干の溝を持つこ
とができ、これらの溝の間に半径方向隆起が歯状に立つ
ている。本発明が付加的にまたは単に回転角（すなわち
回転位置）信号を得るために使われるべき場合は、パル
ス発生器は付加的にまたは単に、例えば特別に構成され
た溝または隆起の形をした、１つまたはそれ以上の適切
な標識を持つことができる。

パルス発生器を回転継手の外周に配置することができる
のが有利である。

溝または隆起を持つ上述のパルス発生器を、回転継手の
外輪上に構成することができるのが有利である。

本発明は同速回転リンクを持つ継手付き軸および十字継
手を持つ継手付き軸に使用可能である。後者の場合には
上述の外輪は、継手の十字部分のピンを結合する弧状片
から構成することができるが、しかし閉じられた環とし
て継手の十字部分の半径方向端面上へはめられ、こうし
て継手の十字部分を覆うことができる。

同速回転リンクとして構成された回転継手は通常、継手
差動を行ないかつトルクを伝達する構造体を持つてお
り、これらの構造体の外部案内は、一方の軸部分に相対
回転しないように結合されたハウジングにより行なわ
れ、したがつてこのハウジングは同時に回転継手の外輪
として使われる。このハウジング部分自体は実施例にお
いてパルス発生器の溝または隆起を持つことができる。
別の実施例においてパルス発生器を環として構成するこ
とができ、そして外輪として使われるハウジング部分上
に取り付け、例えば焼ばめすることができる。この実施
例において、回転継手が外部に対して可撓性構成部材、
例えばベローによつて閉鎖される場合は、パルス発生器
を同時に、この構成部材をハウジング部分に取り付ける
ための締め付け帯として、費用的に有利に構成すること
ができる。

〔実施例〕

図面に示された実施例により、本発明を以下に説明す
る。

図面において同じ機能には一貫して同じ符号が使用され
る。

第１図は継手付き軸を示しており、この継手付き軸は、
一方の軸部分が駆動軸９であり、他方の軸部分が従動軸
14である２つの軸部分９，14と、これらの軸部分を結合
する回転継手12とから成る。

回転継手12は同速回転リンクとして構成されかつハウジ
ング部分３を持つており、このハウジング部分は回転継
手３の構造体の外部案内を引き受け、したがつて同時に
この回転継手の外輪である。

ハウジング部分３は、示してないやり方で、揺動ハウジ
ング13の中に設けられており、この揺動ハウジングはこ
の場合車軸管として使われる。この車軸管13上に、説明
してないやり方で、車輪ボス１が回転可能に、しかし軸
線方向に固定されて支持されている。従動軸14は継手側
の端部においてハウジング部分３内に支持されておりか
つスプラインを介してこのハウジング部分に相対回転し
ないように結合されかつ他方の端部において図示してな
い従動フランジを介して車輪ボス１とねじ締めされてい
る。こうして従動軸14は車軸管13の中において半径方向
および軸線方向に支持されている。車輪ボス１には、説
明してない公知のやり方で車輪２およびブレーキ板４が
取り付けられている。

駆動軸９は、説明してないやり方で車軸ハウジング10の
中に支持されておりかつ回転継手の説明してない駆動部
に相対回転しないように結合されている。

車軸管13は上側のナツクルピン５を介して車軸ハウジン
グ10と結合されており、このナツクルピンの中心は、８
で示された揺動軸線を規定し、この揺動軸線の回りを車
軸管13が車軸ハウジング10に対して、したがつてまた従
動軸14が駆動軸９に対して図面の面から前方または後方
へ揺動可能である。したがつて上側のナツクルピン５
は、揺動軸線８に対して同心的に配置された揺動ピンで
ある。前述の揺動は、この装置を備えた車両のためのか
じ取り旋回でありかつ図示してないかじ取りレバーによ
つて生ぜしめられる。

継手付き軸の回転軸線に関して上側ナツクルピン５は車
軸管13を、車台に相対回転しないように支持された車軸
ハウジング10に相対回転しないように支持する。上側の
ナツクルピン５の荷重を除くために、このナツクルピン
に対して同心的に、すなわち揺動軸線８に対して同心的
に、さらに下側のナツクルピン11が設けられている。

回転継手３は、揺動軸線８が継手中心点を通るように配
置されている。（揺動せしめられない場合に）揺動軸線
８が継手付き軸の回転軸線を切りまたは継手付き軸（す
なわち、揺動せしめられる場合の個々の軸部分9,14）の
回転軸線を切る結果になるこの配置によつて、前述の揺
動が可能になる。

回転継手12の周囲に、より正確には、この回転継手の外
輪として使われるハウジング部分３の周面に、７で示さ
れた環状パルス発生器が配置されている。このパルス発
生器は、図面において上方にあるハウジング部分３の範
囲の部分断面によつて示されているように、ハウジング
部分３に加工された溝およびこれらの溝の間にある歯状
隆起から成る。溝および隆起は一定の間隔を置いてハウ
ジング部分３の周面に分布されている。パルス発生器を
独立の環として構成することもでき、またハウジング部
分に取り付ける、例えば焼ばめするまたは押して付ける
ことができる。

上側のナツクルピン５は中空に構成されている。このナ
ツクルピンの内部空間に、公知のやり方で構成された誘
導センサ６が配置されている。

実施例においてセンサ６がナツクルピン５の縦方向に同
心的に配置されておりかつこのセンサの検出端がナツク
ルピン５を回転継手12の方向に貫通する。この検出端は
高透磁率低保磁力材料製の軸部6aとこの軸部の先端に配
置された永久磁石6bとから成る。この永久磁石は軸部の
任意の他の位置にも配置することができる。センサは、
市場向きの、したがつて安価な基本センサから成る。パ
ルス発生器７は、このパルス発生器が継手付き軸の回転
の際に描く周面を、上側のナツクルピン５、したがつて
センサ６の検出端に近い方の、図面において上方にある
範囲において揺動軸線８が通るように、配置されてい
る。この配置の結果、継手付き軸の回転の際の軸部分9,
14相互のそれぞれの揺動角においてパルス発生器７の溝
または隆起はハウジング部分３に対する同じ相対位置に
おいてナツクルピン５またはセンサ６の検出端の下を通
る。このことは一方では、揺動軸線８を継手付き軸の回
転軸線に対して交差させて配置した場合にもセンサ６の
検出端またはナツクルピン５が常にパルス発生器７から
同じ間隔を置いていることを意味する。他方ではこのこ
とは、パルス発生器７が実際上線状にセンサ６の検出端
またはナツクルピン５の下を通るので、パルス発生器を
ハウジング部分３の縦範囲において小さく（狭く）する
ことができることを意味する。

センサにより生ぜしめられる磁界の強さが十分である場
合は、センサおよびパルス発生器が図示したのとは別様
に配置することもできることは明らかである。例えば、
センサを横方向にナツクルピンまたはこのナツクルピン
の縦方向に偏心的に配置することもできる。パルス発生
器を、図面とは異なり、ハウジング部分の縦方向に、揺
動軸線８がパルス発生器を貫通しないように、ずらして
配置することができる。この場合は揺動軸線を種々の揺
動角で交差させる際にセンサまたはこのセンサの検出端
またはこのセンサにより生ぜしめられる磁界の位置がハ
ウジング部分の縦方向にこのハウジング部分に対して移
動するので、この場合パルス発生器は十分広く構成され
なければならない。

継手付き軸の回転の際に、パルス発生器の溝または隆起
により、センサ６にり生ぜしめられる磁界に外乱が引き
起こされ、これらの外乱がセンサ６により検出されかつ
回転数信号として公知のやり方で評価装置へ供給され
る。

第２図による実施例に、上述の説明が下記の特殊性を考
慮して適用される。

ここに21で示された、揺動ハウジングとして使われる車
軸管は、ここに23で示された上側ナツクルピンを介し
て、25で示された上側の横置き懸架腕に相対回転しない
ように、しかし図面の面において関節状に支持されてい
る。上側のナツクルピン23はこの目的のために、図示し
てない公知のやり方で、横置き懸架腕25と結合するため
の横ピンを備えなければならない。

揺動軸線８に対して同心的に配置された下側のナツクル
ピン28は、公知のやり方で玉継手ピンとして構成されか
つ車軸管21における力およびトルク平衡を生ぜしめるた
めに玉継手を介して下側の横置き懸架腕27と関節結合さ
れている。

車輪ボス20はこの場合従動軸30上へはめられかつスプラ
インを介してこの従動軸に相対回転しないように結合さ
れている。

車軸管21内における従動軸30および車輪ボス20の支持は
この場合、説明してないやり方で車輪ボス20と車軸管21
との間のころがり軸受によつて行なわれる。これらのこ
ろがり軸受は、同速回転リンクとして構成された回転継
手の軸線方向支持も引き受ける。

車軸ハウジングがない場合は、回転継手は駆動軸26に対
して、ベローとして構成された可撓性構成部材24により
閉鎖されている。ベロー24は、この場合29で示されたハ
ウジング部分上に締め付け帯によつて取り付けられてお
り、この締め付け帯は同時にパルス発生器22として構成
されかつ外周に、パルス標識として必要な溝が切り込ま
れている。締め付け帯パルス発生器22としての機能に応
じて十分に正確に製造されかつ外周をあまり拡大しない
留め金を備えなければならないことは明らかである。

実施例において回転数信号を得るために構成されたパル
ス発生器を、既に説明したやり方で付加的にまた単に回
転角（回転位置）信号を得るために構成することができ
る。パルス発生器およびセンサを信号受信のために他の
いかなる適切な方法、例えば光電法または容量法または
ホール効果原理により構成することができる。実施例に
おいて上側のナツクルピンに配置されたセンサを下側の
ナツクルピンに配置することもできることは明らかであ
る。両方のナツクルピンにセンサが配置され、例えば一
方のセンサが回転数信号を検出し、他方のセンサが回転
角信号を検出する使用例も考えられる。

上述の所で同速回転リンクについてなされた説明が、適
当にかつ冒頭に挙げた詳細を考慮して、回転継手を十字
継手として構成する場合にも適用されることは明らかで
ある。

最後に、上述の所で自動車用の駆動されるかじ取り軸に
よつて説明された実施例が、本発明の適用範囲を余すと
ころなく説明してはいないことは当業者にとつて明白で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は固定車軸構成の自動車の駆動されるかじ取り軸
の駆動軸の断面図、第２図は独立懸架車輪を持つ自動車
の駆動されるかじ取り軸の駆動軸の断面図である。 5,23……ナツクルピン、６……センサ、7,22……パルス
発生器、12……回転継手

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２つの軸部分とこれらの軸部分を互いに相
   対回転しないように結合する回転継手とから成り、少な
   くとも１つの軸部分が少なくとも半径方向に揺動ハウジ
   ングなどの中に支持されかつこの揺動ハウジングと共
   に、継手中心点を通る揺動軸線の回りを揺動可能であ
   り、揺動ハウジングが、揺動軸線に対して同心的に配置
   された少なくとも１つの揺動ピンによつて相対回転しな
   いように支持されている、継手付き軸における回転数お
   よび／または回転角信号を得るための装置において、パ
   ルス発生器(7,22)が回転継手(12)の周囲に配置され、パ
   ルス発生器(7,22)により発生されるパルスを検出するセ
   ンサ（６）が揺動ピン(5,23)に配置されていることを特
   徴とする、継手付き軸における回転数および／または回
   転角信号を得るための装置。
2. 【請求項２】パルス発生器(7,22)が回転継手(12)の外周
   に配置されていることを特徴とする、特許請求の範囲第
   １項に記載の装置。
3. 【請求項３】センサ（６）が、中空に構成された揺動ピ
   ン(5,23)の中に配置されていることを特徴とする、特許
   請求の範囲第１項または第２項に記載の装置。
4. 【請求項４】センサ（６）が揺動ピン(5,23)の縦方向に
   配置されていることを特徴とする、特許請求の範囲第３
   項に記載の装置。
5. 【請求項５】センサ（６）の一端が揺動ピン(5,23)を回
   転継手(12)の方向に貫通することを特徴とする、特許請
   求の範囲第４項に記載の装置。
6. 【請求項６】センサ（６）が誘導基本センサと、高透磁
   率低保磁力材料製の軸部(6a)と、この軸部(6a)上に任意
   に配置された永久磁石(6b)とから成る磁気変換器(6a,6
   b)から成り、この磁気変換器が、揺動ピン（５）を貫通
   するセンサ（６）の端部であることを特徴とする、特許
   請求の範囲第５項に記載の装置。
7. 【請求項７】パルス発生器(7,22)が回転継手(12)の周囲
   に、このパルス発生器の軌道またはこのパルス発生器が
   継手付き軸の回転の際に描く周面を少なくとも揺動ピン
   (5,23)に近い方の範囲において揺動軸線（８）が通るよ
   うに、配置されていることを特徴とする、特許請求の範
   囲第１項ないし第６項のうち１つに記載の装置。
8. 【請求項８】パルス発生器(7,22)が回転継手(12)の外輪
   に構成されかつパルス標識を造るために外周に溝を付け
   られていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項な
   いし第７項のうち１つに記載の装置。
9. 【請求項９】回転継手が十字継手として構成され、外輪
   が、継手の十字部分のピンを結合する弧状片から構成さ
   れていることを特徴とする、特許請求の範囲第８項に記
   載の装置。
10. 【請求項１０】回転継手が十字継手として構成され、外
    輪が、継手の十字部分を覆う、閉じられた環として構成
    されていることを特徴とする、特許請求の範囲第８項に
    記載の装置。
11. 【請求項１１】外輪が、同速回転リンクとして構成され
    た回転継手(12)のハウジング部分(3,29)として構成され
    ていることを特徴とする、特許請求の範囲第８項に記載
    の装置。
12. 【請求項１２】環として構成されたパルス発生器が、同
    速回転リンクとして構成された回転継手の外輪として使
    われるハウジング部分上に取り付けられていることを特
    徴とする、特許請求の範囲第８項に記載の装置。
13. 【請求項１３】パルス発生器(22)が同時に、回転継手を
    外部に対して閉鎖する可撓性構成部材を外輪(29)に取り
    付けるための締め付け帯として構成されていることを特
    徴とする、特許請求の範囲第12項に記載の装置。