KR100533404B1 - 인코더 부착 차륜용 회전 지지 장치 - Google Patents

인코더 부착 차륜용 회전 지지 장치 Download PDF

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닛뽄 세이꼬 가부시기가이샤
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Abstract

본 발명은 영구 자석으로 제조된 인코더(3a)에 자성재로 제조된 이물질이 부착됨으로써, 센서(4a)에 의한 회전 속도 검출의 신뢰성이 손상되는 것을 방지하는 것에 관한 것이다. 베어링 내부 공간(24)에 대하여, 조합 시일 링(19)의 외측에 설치한 상기 인코더(3a)에 센서(4a)를 대향시킨다. 등속 조인트(27)를 구성하는 구동축 부재(28)의 하우징부(33)와 너클(21)을 근접시켜서 래버린스 시일(20)을 구성한다. 이 래버린스 시일(20)의 간극의 폭 치수를 상기 인코더(3a)의 피검출면에 존재하는 인접하는 S극과 N극과의 피치의 40% 이하로 한다. 이 구성에 의해, 인코더(3a)의 피검출면에 큰 이물질이 부착되는 것을 방지하여, 본 발명의 과제를 해결한다.

Description

인코더 부착 차륜용 회전 지지 장치{ROTARY SUPPORT FOR WHEEL WITH ENCODER}
본 발명에 관한 인코더 부착 차륜용 회전 지지 장치는 자동차의 차륜을 현가 장치에 대하여 회전 가능하게 지지하는 동시에, 이 차륜의 회전 속도를 검출하기 위하여 사용한다.
자동차의 차륜을 현가 장치에 대하여 회전 가능하게 지지하기 위해 구름 베어링 유닛을 사용한다. 또한, 안티 로크 브레이크 시스템(anti-lock break system : ABS)이나 트랙션 컨트롤 시스템(traction control system : TCS)을 제어하기 위해서는 상기 차륜의 회전 속도를 검출해야 한다. 이 때문에, 상기 구름 베어링 유닛에 회전 속도 검출 장치를 내장한 인코더 부착 차륜용 회전 지지 장치에 의해, 상기 차륜을 현가 장치에 대하여 회전 가능하게 지지하는 동시에, 이 차륜의 회전 속도를 검출하는 것이 일반적으로 이루어지고 있다.
도 9 및 도 10은 이와 같은 목적으로 사용되는 인코더 부착 차륜용 회전 지지 장치의 종래 구조의 일례로써, 일본 실용신안 공개 공보 제 1995-31539 호에 기재된 것을 나타내고 있다. 이 인코더 부착 차륜용 회전 지지 장치는, 사용시에도 회전하지 않는 정지륜인 외륜(1)의 내경측에, 사용시에 회전하는 회전륜인 허브(2)를 회전 가능하게 지지하고 있다. 그리고, 이 허브(2)의 일부에 고정한 인코더(3)의 회전 속도를, 상기 외륜(1)에 지지한 센서(4)에 의해 검출 가능하도록 하고 있다. 이를 위해서, 상기 외륜(1)의 내주면에, 각각이 정지측 궤도인 복수 열의 외륜 궤도(5)를 설치하고 있다. 또한, 상기 허브(2)의 외주면 그리고 이 허브(2)에 외측에서 끼운 너트(6)에 의해 이 허브(2)에 대하여 결합 고정한 상태에서 상기 허브(2)와 함께 상기 회전륜을 구성하는 내륜(7)의 외주면에, 각각이 회전측 궤도인 내륜 궤도(8)를 설치하고 있다. 그리고, 이들 각 내륜 궤도(8)와 상기 각 외륜 궤도(5) 사이에 각각 복수개씩의 전동체(9)를, 각각 유지기(10)로 유지한 상태에서 전동 가능하게 설치하고, 상기 외륜(1)의 내측에 상기 허브(2) 및 내륜(7)을 회전 가능하게 지지하고 있다.
또한, 상기 허브(2)의 축방향 외측 단부(축방향에 대하여 외측이란 자동차에 조립한 상태에서 폭방향으로 외측이 되는 쪽을 말하며, 도 2 내지 도 4 및 도 10을 제외한 각 도면의 좌측)에서 상기 외륜(1)의 외단부로부터 축방향 외측으로 돌출한 부분에, 차륜 및 디스크 로터, 드럼 등의 제동용 회전체를 부착하기 위한 플랜지(11)를 설치하고 있다. 또한, 상기 외륜(1)의 내측 단부(축방향에 대하여 내측이란 자동차에 조립한 상태에서 폭방향으로 중앙에 가까워지는 쪽을 말하며, 도 2 내지 도 4 및 도 10을 제외한 각 도면의 우측)에, 이 외륜(1)을 현가 장치에 부착하기 위한 부착부(12)를 설치하고 있다. 또한, 상기 외륜(1)의 외측 단부 개구부와 상기 허브(2)의 중간부 외주면 사이의 간극은 시일 링(13)에 의해 폐쇄되어 있다. 또한, 중량이 커지는 자동차용의 구름 베어링 유닛의 경우에는, 상기 복수개의 전동체(9)로써 도시한 바와 같은 볼 대신에 테이퍼형 롤러(tapered roller)를 사용하는 경우도 있다.
상술한 바와 같은 구름 베어링 유닛에 회전 속도 검출 장치를 조립하기 위해, 상기 내륜(7)의 내측 단부에서 상기 내륜 궤도(8)에서 분리된 부분의 외주면에 상기 인코더(3)를 외측에서 끼워맞춰 고정하고 있다. 이 인코더(3)는 연강판 등의 자성 금속판에 소성 가공을 실시함으로써, 단면이 L자형이고 전체를 원환상으로 형성한 것으로, 원통부(14)와 원형 링부(15)를 구비하며, 이중의 원통부(14)를 상기 내륜(7)의 내측 단부에 억지 끼워맞춤으로 외측에서 끼움으로써, 이 내륜(7)의 내측 단부에 고정하고 있다. 또한, 상기 원형 링부(15)에는 각각이 이 원형 링부(15)의 직경 방향으로 긴 슬릿형의 관통 구멍(16)을 여러개 방사상으로 원주 방향에 대하여 등간격으로 형성함으로써, 상기 원형 링부(15)의 자기 특성을 원주 방향에 걸쳐 교대로 또한 등간격으로 변화시키고 있다.
또한, 상기 외륜(1)의 내측 단부 개구부에 상기 인코더(3)의 원형 링부(15)의 내측면에 대향하는 상태에서 커버(17)를 끼워맞춰 고정하여, 상기 커버(17)에 의해 상기 외륜(1)의 내측 단부 개구부를 폐쇄하고 있다. 상기 센서(4)는 소정의 위치 관계로 상기 커버에 결합 고정되어 있다. 이렇게 센서(4)를 커버(17)에 결합 고정한 상태에서 이 센서(4)의 검지부는 상기 인코더(3)를 구성하는 원형 링부(15)의 내측면에 미소 간극을 사이에 두고 대향한다.
상술한 바와 같은 인코더 부착 차륜용 회전 지지 장치의 사용시에는, 상기 외륜(1)의 외주면에 고정 설치한 설치부(12)를 현가 장치에 대하여, 도시하지 않은 볼트에 의해 결합 고정하는 동시에, 이 플랜지(11)에 설치한 스터드(18)에 의해 상기 허브(2)의 외주면에 고정 설치한 플랜지(11)에 차륜을 고정함으로써, 상기 현가 장치에 대하여 상기 차륜을 회전 가능하게 지지한다. 이 상태에서 차륜이 회전하면, 상기 센서(4)의 검지부의 근방을, 상기 원형 링부(15)에 형성한 관통 구멍(16)과, 원주 방향에 인접하는 관통 구멍(16) 사이에 존재하는 기둥부가 교대로 통과한다. 그 결과, 상기 센서(4)내를 흐르는 자속의 밀도가 변화되고, 이 센서(4)의 출력이 변화된다. 이렇게 하여 센서(4)의 출력이 변화되는 주파수는 상기 차륜의 회전수에 비례한다. 따라서, 상기 센서(4)의 출력을 도시하지 않은 제어기에 보내면, ABS나 TCS를 적절히 제어할 수 있다.
상술한 바와 같은, 도 9 및 도 10에 도시한 종래 구조의 경우에는, 인코더(3)로서 자성 금속판으로 제조된 것을 사용하고, 자속을 발생시키는 영구 자석은 상기 센서(4)측에 설치하고 있다. 이에 대하여, 회전륜과 함께 회전하는 인코더를 영구 자석으로 제조된 회전 속도 검출 장치도 각종 제안되어 있다. 영구 자석으로 제조된 인코더는 센서의 검지부와 대향하는 피검출면에 S극과 N극을 교대로 또한 등간격으로 배치한다. 이러한 영구 자석으로 제조된 인코더를 사용하면, 상기 센서의 구조를 간단히 할 수 있고, 더구나 저속 주행시의 회전 속도 검출도 정밀도 좋게 행할 수 있기 때문에, 최근들어 실시를 위한 연구가 진행되고 있다.
영구 자석으로 제조된 인코더의 경우, 자신이 자성 분말을 흡착할 가능성이 있기 때문에, 종래에는 설치 조건이 한정되어 있었다. 예컨대, 상술한 도 9에 도시한 종래 구조의 경우에는, 인코더(3)가 시일 링(13)과 커버(17)로 외부 공간에서 완전히 차단된 부분에 설치되어 있기 때문에, 이 인코더(3) 대신에 영구 자석으로 제조된 인코더를 조립하더라도, 특별히 문제가 발생하지는 않는다. 즉, 도 9에 도시한 구조의 경우에는, 외부 공간에 부유하는 이물질이 상기 인코더(3) 부분에까지 들어가지 않기 때문에, 이 인코더(3) 대신에 영구 자석으로 제조된 인코더를 조립하더라도 이 영구 자석으로 제조된 인코더에 자성 분말이 흡착되지는 않는다.
이에 반해, 예컨대 종동륜용, 또는 트럭 등의 비독립 현가식 서스펜션용의 회전 지지 장치에 인코더를 조립하는 경우, 이 인코더를 외부 공간과 이들 각 전동체를 설치한 베어링 내부 공간을 분리하는 시일 부재보다도 외부 공간에 가까운 쪽에 설치해야만 하는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 아무런 대책도 실시하지 않으면, 상기 인코더에 자성 분말이 부착되어, 센서에 의한 회전 속도 검출의 신뢰성을 손상시킬 가능성이 있다. 이러한 자성 분말의 부착을 방지하기 위해, 단순히 시일성이 높은 시일 부재에 의해 상기 인코더를 설치한 부분과 외부 공간을 이격시키면, 차륜의 회전에 필요한 토크가 커져, 자동차의 주행 성능이 악화되는 원인이 된다.
발명의 요약
본 발명의 인코더 부착 차륜용 회전 지지 장치는 이러한 사정에 비추어 발명된 것이다.
본 발명의 인코더 부착 차륜용 회전 지지 장치는 정지륜과, 회전륜과, 플랜지와, 복수개의 전동체와, 시일 부재와, 영구 자석으로 제조된 인코더와, 래버린스 시일을 구비한다.
이중 정지륜은 현가 장치에 지지된 상태에서 회전하지 않는다.
또한, 상기 회전륜은 상기 정지륜과 동심으로 배치되어 차륜과 함께 회전한다.
또한, 상기 플랜지는 차륜 및 제동용 회전체를 지지하기 위한 것으로, 상기 회전륜의 외주면에 형성되어 있다.
또한, 상기 각 전동체는 상기 정지륜 및 회전륜의 서로 대향하는 주면에 각각 형성된 정지 궤도와 회전 궤도 사이에 전동 가능하게 설치되어 있다.
또한, 상기 시일 부재는 외부 공간과 상기 각 전동체를 설치한 베어링 내부 공간을 분리하는 것이다.
또한, 상기 영구 자석으로 제조된 인코더는 상기 시일 부재보다 외부 공간에 가까운 쪽으로 상기 회전륜과 함께 회전하는 부분에 지지되어 있고, 피검출면에 S극과 N극을 원주 방향에 대하여 교대로 배치하고 있다.
또한, 상기 래버린스 시일은 상기 인코더와 상기 외부 공간 사이에 설치된 것으로, 이 래버린스 시일의 간극 폭은 상기 인코더의 피검출면에 배치되어 서로 인접하는 S극과 N극과의 피치의 40% 이하로 하고 있다.
상술한 바와 같이 구성하는 본 발명의 인코더 부착 차륜용 회전 지지 장치의 경우에는, 인코더를 설치한 부분에, 인접하는 S극과 N극과의 피치의 40%를 넘는 바와 같은 외경을 갖는 이물질(자성 분말)이 들어가는 일은 없다. 이 때문에, 외경이 큰 자성 분말이 인코더의 피검출면에 부착되어 이 인코더로부터 나온 자속 밀도를 크게 저하시킬 가능성이 낮아져서, 차륜의 회전 속도 검출의 신뢰성 향상을 도모할 수 있다.
또한, 비접촉식의 래버린스 시일을 사용하고 있기 때문에, 차륜의 회전에 필요한 토크가 커지지 않아, 자동차의 주행 성능을 악화시키는 일도 없다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예를 나타내는 부분 단면도,
도 2a 내지 도 2c는 영구 자석으로 제조된 인코더의 피검출면에 자성재로 제조된 이물질을 부착시킨 상태를 도시한 모식도,
도 3의 (A) 및 (B)는 도 2b에 도시한 상태에 이물질이 부착된 인코더의 피검출면에서 나오는 자속의 밀도(A)와, 이 자속의 밀도 변화에 대응하는 센서의 출력(B)을 나타내는 선도,
도 4의 (A) 및 (B)는 도 2c에 도시한 상태에 이물질이 부착된 인코더의 피검출면에서 나오는 자속의 밀도(A)와, 이 자속의 밀도 변화에 대응하는 센서의 출력(B)을 나타내는 선도,
도 5는 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 부분 단면도,
도 6은 본 발명의 제 3 실시예를 도시한 부분 단면도,
도 7은 본 발명의 제 4 실시예를 도시한 부분 단면도,
도 8은 도 7의 X부 확대도,
도 9는 종래 구조의 일례를 도시한 도 10의 Y-O-Z 단면도,
도 10은 도 9의 우측에서 본 도면.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예를 도시하고 있다. 본 예는 FF 자동차(front engine front wheel drive automobile)의 전륜 등과 같은 독립 현가식 서스펜션에 구동륜을 지지하는 부분에, 본 발명을 적용하는 경우에 대하여 도시하고 있다. 이러한 본 예의 인코더 부착 차륜용 회전 지지 장치는 정지륜인 외륜(1a)과, 회전륜인 허브(2a) 및 내륜(7a)과, 플랜지(11a)와, 복수개의 전동체(9)와, 각각이 시일 부재인 조합 시일 링(19)과, 영구 자석으로 제조된 인코더(3a)와, 래버린스 시일(20)을 구비한다.
이중 외륜(1a)은 현가 장치를 구성하는 너클(21)(knuckle)에 설치한 지지 구멍(22)에 그 축방향 내측 단부를 내측에서 끼운 상태에서 이 너클(21)에 지지 고정하고 있어, 자동차의 주행시에도 회전하지 않는다. 이러한 외륜(1a)의 내주면에는 각각이 정지측 궤도인 복수 열의 외륜 궤도(5)가 형성되어 있다. 또한, 상기 허브(2a) 및 내륜(7a)은 상기 외륜(1a)과 동심으로 배치되어, 차륜과 함께 회전한다. 이중 허브(2a)의 축방향 외측 단부 외주면에는 상기 플랜지(11a)가 형성되고, 중간부 내지 내측 단부에 상기 각 내륜(7a)을 외측에서 끼우고 있다. 이들 각 내륜(7a)의 외주면에는 각각이 회전측 궤도인 내륜 궤도(8)가 형성되어 있다. 그리고, 이들 각 내륜 궤도(8)와 상기 각 외륜 궤도(5) 사이에 각각 복수개씩의 전동체(9)를 설치함으로써, 상기 허브(2a) 및 내륜(7a)을 상기 외륜(1a)의 내경측에 회전 가능하게 지지하고 있다.
또한, 휠(23) 및 디스크(47)는 플랜지(11a)에 각각의 기단부를 고정한 도시하지 않은 복수개의 스터드와, 역시 도시하지 않은 너트를 나사 결합하고 단단히 조여 상기 플랜지(11a)에 고정시키고 있다. 이중 휠(23)은 도시하지 않은 타이어와 조합하여 차륜을 구성하고, 제동용 회전체인 상기 디스크(47)는 제동 장치인 디스크 브레이크를 구성한다.
또한, 상기 조합 시일 링(19)은 상기 외륜(1a)의 양단부 내주면과 상기 각 내륜(7a)의 단부 외주면 사이에 설치하여 외부 공간과 상기 각 전동체(9)를 설치한 베어링 내부 공간(24)을 분리하고 있다. 이러한 각 조합 시일 링(19)은 각각 슬링거(25)(slinger)와 시일 링(26)을 조합하여 이루어진 것으로, 이중 슬링거(25)를 상기 각 내륜(7a)의 단부 외주면에 그리고 시일 링(26)의 코어 메탈을 상기 외륜(1a)의 단부 내주면에, 각각 억지 끼워맞춤에 의해 끼워맞춰 고정하고 있다. 그리고, 상기 시일 링(26)에 설치한 시일 립을 상기 슬링거(25)에 전 둘레에 걸쳐 미끄럼 접촉시킴으로써, 상기 베어링 내부 공간(24)을 외부와 차단하고 있다.
상기 영구 자석으로 제조된 인코더(3a)는 축방향 내측의 조합 시일 링(19)을 구성하는 슬링거(25)의 축방향 내측면에 전 둘레에 걸쳐 부착 설치하고 있다. 상기 인코더(3a)는 페라이트, 희토류 원소 등과 같은 강자성재를 고무 또는 합성 수지중에 혼입한 고무 자석 또는 플라스틱 자석으로써, 전체를 원형 링형으로 형성하고 있고, 축방향으로 착자하고 있다. 착자 방향은 원주 방향에 대하여 교대로 또한 등간격으로 변화시키고 있다. 이 때문에, 피검출면인 상기 인코더(3a)의 축방향 내측면에는 S극과 N극이 교대로, 또한 등간격으로 배치되어 있다. 이러한 인코더(3a)의 피검출면에는 상기 너클(21)에 상기 지지 구멍(22)의 내주면으로부터 직경 방향 내측으로 돌출하는 상태로 지지한, 액티브형의 센서(4a)의 검출부를 근접 대향시키고 있다. 주행시에 차륜과 함께 상기 인코더(3a)가 회전하면, 상기 센서(4a)의 출력이 회전 속도에 비례한 주파수로 변화된다.
또한, 상기 래버린스 시일(20)은 상기 너클(21)의 축방향 내측면과, 상기 허브(2a)에 결합 고정된 등속 조인트(27)의 일부를 직접 근접시킴으로써 구성하고 있다. 즉, 이 등속 조인트(27)를 구성하는 구동축 부재(28)는 축방향의 외측 반부에 설치한 스플라인 축부(29)를 상기 허브(2a)의 중심부에 설치한 스플라인 구멍(30)에 축방향 내측에서 삽입함으로써, 이 허브(2a)와 회전력의 전달 가능하게 조합하고 있다. 그리고, 상기 스플라인 축부(29)의 선단부(축방향 외측 단부)에 형성한 수나사부(31)에 너트(32)를 나사 결합하여 단단히 조임으로써, 상기 허브(2a)에 대하여 결합 고정하고 있다. 이 상태에서, 상기 구동축 부재(28)의 축방향 내측 반부에 설치한, 등속 조인트의 외륜으로서의 기능을 갖는 하우징부(33)의 축방향 외측 단면이 상기 내륜(7a)의 축방향 내측 단면에 접촉하여, 이 내륜(7a)을 상기 허브(2a)에 대하여 가압한다.
상기 하우징부(33)의 외주면은 축방향 내측을 향할수록 커지는 단차 형상을 하고 있다. 그리고, 축방향 중간부에 존재하는 단차면(34)이 상기 너클(21)의 축방향 내측면에 근접 대향하여 상기 래버린스 시일(20)을 구성하고 있다. 이 래버린스 시일(20)의 간극의 폭(W20)은 상기 인코더(3a)의 피검출면(축방향 내측면)에 배치되어 서로 인접하는 S극과 N극과의 피치의 40% 이하로 하고 있다.
상술한 바와 같이 구성하는 본 예의 인코더 부착 차륜용 회전 지지 장치의 경우에는, 상기 인코더(3a)를 설치한 부분, 즉 축방향 내측의 조합 시일 링(19)과 상기 래버린스 시일(20) 사이에서 상기 너클(21)의 지지 구멍(22)의 내경측 부분에, 인접하는 S극과 N극과의 피치의 40%를 넘는 외경을 갖는 이물질(자성 분말)이 들어가는 일은 없다. 이 때문에, 외경이 큰 자성 분말이 상기 인코더(3a)의 피검출면에 부착되어 이 인코더(3a)로부터 나온 자속 밀도를 크게 저하시킬 가능성이 낮아져서, 차륜의 회전 속도 검출의 신뢰성 향상을 도모할 수 있다. 또한, 비접촉식의 래버린스 시일(20)을 사용하고 있기 때문에, 차륜의 회전에 필요한 토크가 커지지 않아, 자동차의 주행 성능을 악화시키는 일도 없다.
다음에, 인접하는 S극과 N극과의 피치의 40%를 넘는 외경을 갖는 자성 분말이 상기 인코더(3a)의 피검출면에 부착되는 것을 방지함으로써, 회전 속도 검출의 신뢰성 향상을 도모할 수 있는 이유에 대하여 설명한다. 상기 40%인 값은 본 발명자가 실험에 의해 구한 것이다. 우선, 실험 조건에 대하여 설명한다. 영구 자석으로 제조된 인코더(3a)로써, 피검출부[센서(4a)의 피검출면과 대향하는 부분]의 직경이 61㎜이며, S극과 N극이 각각 48극씩, 총 96극 존재하는 것을 사용하였다. 따라서, 인접하는 S극과 N극과의 피치는 2.0(61π/96)㎜이다.
이러한 인코더(3a)의 피검출면에, 도 2a에 도시한 바와 같이 스트립형 철편(35)을 자력에 의해 직경 방향에 걸쳐 흡착시키고, 이 철편(35)의 폭 치수(W35)와 흡착 위치가 상기 피검출부에서 나온 자속의 밀도와 이 자속의 밀도의 변화에 기초한 액티브형인 상기 센서(4a)의 검출 신호에 미치는 영향을 측정하였다. 또한, 본 발명과 같이 래버린스 시일(20)을 설치한 경우, 상기 주행시에는 상기 하우징부(33)가 회전하는 경우도 있어, 가령 철편(35)의 폭 치수(W35)가 이 래버린스 시일(20)의 폭 치수(W20)보다 작더라도, 도 2a에 도시한 바와 같은 스트립형 철판(35)이 상기 래버린스 시일(20)을 통과하는 일은 거의 없다. 이 래버린스 시일(20)을 통과하는 이물질은 거의 입자상의 것이다. 실험에 상술한 바와 같은 스트립형 철판(35)을 사용한 것은 자속이 흐르는 면적을 증대시키는 방향으로 실험 조건을 엄격히 하기 위함이다. 모든 경우에, 도 2a에 도시한 바와 같은 스트립형 철편(35)이 상기 인코더(3a)의 원주 방향으로(도시한 경우와는 직각 방향으로) 부착된 경우에 대하여 고려하는 것은 현실적이지 않다.
상술한 바와 같은 조건으로, 상기 철편(35)을 도 2b에 도시한 바와 같이 어느 한 극(도시한 예에서는 N극)에만 부착시킨 경우와, 도 2c에 도시한 바와 같이 S극과 N극과 걸쳐지도록 부착시킨 경우에 대하여 각각 피검출면의 자속 밀도와 상기 센서(4a)의 검출 신호를 측정했다. 또한, 상기 철편(35)의 폭 치수(W35)에 대해서는, 도 2b에 도시한 바와 같이, 철편(35)을 어느 한 극에만 부착시킨 경우에는, 0.5㎜ 내지 1.0㎜ 사이에서 0.1㎜씩 나눠, 각각 6 단계로 변화시켜 측정하였다. 이에 대하여, 도 2c에 도시한 바와 같이, 철판(35)을 S극과 N극에 걸쳐지도록 부착시킨 경우에는, 상기 6단계에 더하여 1.5㎜와 2.0㎜의 경우도 측정하였다.
이러한 조건으로 실시한 실험 결과를 도 3의 (A) 및 (B)와, 도 4의 (A) 및 (B)에 나타내었다. 한편, 도 3의 (A) 및 도 4의 (A)는 자속 밀도를 도 3의 (B) 및 도 4의 (B)는 센서의 검출 신호를 각각 나타내고 있다. 또한, 도 3의 (A) 및 (B)는 도 2b에 도시한 바와 같이 상기 철편(35)을 어느 한 극에만 부착시킨 경우의 측정 결과를 도 4의 (A) 및 (B)는 도 2c에 도시한 바와 같이, 상기 철판(35)을 S극과 N극에 걸쳐지도록 부착시킨 경우의 측정 결과를, 각각 나타내고 있다. 이중 도 3에서 분명한 바와 같이, 상기 철편(35)이 어느 한 극에만 부착한 경우에는 이 철편(35)의 폭 치수(W35)가 0.9㎜(피치의 45%) 이하이면, 상기 센서(4a)의 검출 신호가 누락되는 일이 없이, 정확한 회전 속도 검출을 행할 수 있다. 이에 반해, 도 4로부터 분명한 바와 같이, 상기 철판(35)이 S극과 N극에 걸쳐지도록 부착한 경우에는, 상기 철편(35)의 폭 치수(W35)를 0.8㎜(피치의 40%) 이하로 억제해야만, 상기 센서(4a)의 검출 신호가 누락되는 일 없이 정확한 회전 속도 검출을 행할 수 있도록 할 수 있다.
자성재로 제조된 이물질이 어떠한 상태로 상기 인코더(3a)의 피검출면에 부착되는지는 규제할 수 없기 때문에, 도 2c에 도시한 바와 같은 부착 상태에서도 상기 센서(4a)에 의한 회전 속도 검출을 가능하게 할 필요가 있다. 이에 대하여 본 발명의 인코더 부착 차륜용 회전 지지 장치의 경우에는, 상기 인코더(3a)의 피검출면과 이물질이 존재하는 외부 공간 사이에 존재하는 상기 래버린스 시일(20)의 폭 치수(W20)를 인접하는 S극과 N극과의 피치의 40%(2.0×0.4= 0.8㎜) 이하로 하고 있기 때문에, 도 2c에 도시한 바와 같은 부착 상태에서도, 상기 센서(4a)에 의한 회전 속도 검출을 검출 신호가 누락되는 일 없이 충분한 신뢰성을 확보한 상태에서 실시할 수 있다.
다음에, 도 5는 본 발명의 제 2 실시예를 나타내고 있다. 본 예의 경우에는 래버린스 시일(20a)을, 등속 조인트(27)를 구성하는 구동축 부재(28)의 하우징부(33)의 중간부 외주면과, 너클(21)의 지지 구멍(22)의 내주면 사이에 설치하고 있다. 이를 위해 본 예의 경우에는, 단면이 L자형이고 전체를 원환상으로 형성한 회전 링(36)을 상기 하우징부(33)의 중간부 외주면에 억지 끼워맞춤하여 외측에서 끼워맞춰 고정하는 동시에, 역시 단면이 L자형이고 전체를 원환상으로 형성한 정지 링(37)을 상기 지지 구멍(22)의 축방향 내측 단부 내주면에 억지 끼워맞춤하여 내측에서 끼워맞춰 고정하고 있다. 그리고, 이 정지 링(37)과 상기 회전 링(36)을 근접 대향시켜서, 상기 래버린스 시일(20a)로 하고 있다. 그 밖의 구성 및 작용은 이 래버린스 시일(20a)의 간극의 폭 치수를 인접하는 S극과 N극과의 피치의 40% 이하로 하는 것을 포함하여, 상술한 제 1 실시예의 경우와 동일하므로, 동일 부분에는 동일한 참조부호를 붙여 중복 설명을 생략한다.
다음에, 도 6은 본 발명의 제 3 실시예를 나타내고 있다. 본 예의 경우에는, FF 자동차의 후륜과 같은 독립 현가식 서스펜션에 지지되고, 제동 장치로서 드럼 브레이크를 사용하는 비구동륜을 지지하기 위한 구조에 본 발명을 적용한 경우에 대하여 나타내고 있다. 이러한 구조의 차이에 따라 본 예의 경우에는, 현가 장치에 지지된 회전하지 않는 차축(38)에 정지륜인 한쌍의 내륜(7b)을 외측에서 끼우고, 이 차축(38)의 축방향 외측 단부에 형성한 수나사부(31a)에 나사 결합하고 단단히 조여서 너트(32a)에 의해, 상기 내륜(7b)을 상기 차축(38)에 대하여 고정하고 있다.
그리고, 이러한 내륜(7b)의 주위에 회전륜인 허브(2b)를 복수개의 전동체(9)를 통해 회전 가능하게 지지하고 있다. 그리고, 이 허브(2b)의 외주면 축방향 외측 단부를 향한 부분에 형성한 플랜지(11b)에, 제동용 회전체인 드럼(39)과, 차륜을 구성하기 위한 휠(23)을 스터드(18a)와 너트(40)로 고정하고 있다.
또한, 상기 허브(2b)의 축방향 내측 단부 외주면에, 영구 자석으로 제조된 인코더(3b)를 외측에서 끼워맞춰 고정하고 있다. 이 인코더(3b)는 코어 메탈의 외주면에 영구 자석을 전 둘레에 걸쳐 부착 설치함으로써, 전체를 원통형으로 형성한 것으로, 직경 방향으로 착자되어 있다. 그리고, 착자 방향을 교대로 또한 등간격으로 변화시킴으로써, 피검출면인 외주면에 S극과 N극을 교대로 또한 등간격으로 배치하고 있다. 그리고, 상기 차축(38)의 내측 단부에 설치한 보스부(41)의 일부에 형성한 설치부(42)에 지지한 센서(4b)의 검출부를 상기 인코더(3b)의 외주면에 미소 간극을 사이에 두고 대향시키고 있다.
또한, 상기 보스부(41)에 상기 드럼 브레이크를 구성하는 휠 실린더나 브레이크 슈 등을 지지하기 위한 백킹 플레이트(43)(backing plate)의 내주연부를 지지하고 있다. 그리고, 이 백킹 플레이트(43)의 외주연부를 축방향 외측으로 구부려 형성함으로써 전 둘레에 걸쳐서 형성한 원통 벽부(44)를 상기 드럼(39)에 근접 대향시킴으로써 래버린스 시일(20b)을 구성하고 있다. 도시한 예에서는, 상기 백킹 플레이트(43)의 축방향 외측면에 고정 설치한 환상판(45)의 선단 에지를 상기 드럼(39)의 단부 에지에 형성한 오목한 홈(46)내에 진입시켜서, 이 부분에도 래버린스 시일(20c)을 설치하고 있다. 본 예의 경우에는, 이 래버린스 시일(20c)과 상기 래버린스 시일(20b)과의 한쪽 또는 쌍방의 간극의 폭 치수를 상기 인코더(3b)의 외주면에 존재하여 인접하는 S극과 N극과의 피치의 40% 이하로 하고 있다. 이 때문에, 본 예의 경우에도, 상기 인코더(3b)의 외주면에서 나온 자속의 밀도가 저하되는 것을 방지하여, 상기 센서(4b)에 의한 회전 속도 검출의 신뢰성 확보를 도모할 수 있다.
다음에, 도 7 및 도 8은 본 발명의 제 4 실시예를 나타내고 있다. 본 예의 경우에는, 백킹 플레이트(43)의 외주 에지에 형성한 원통 벽부(44)의 선단부(축방향 외측 단부) 내주면에, 단면이 U자형이고 전체를 원환상으로 형성한 정지 링(37a)을 억지 끼워맞춤에 의해 내측에서 끼워맞춰 고정하는 동시에, 드럼(39)의 중간부 외주면에, 역시 단면이 U자형이고 전체를 원환상으로 형성한 회전 링(36a)을 억지 끼워맞춤에 의해 외측에서 끼워맞춰 고정하고 있다. 그리고, 이 회전 링(36a)과 상기 정지 링(37a)을 직경방향으로 중첩하도록 조합하여 근접 대향시켜, 상기 래버린스 시일(20d)로 하고 있다. 그 밖의 구성 및 작용은 이 래버린스 시일의 간극의 폭 치수를 인접하는 S극과 N극과의 피치의 40% 이하로 하는 것을 포함하여, 상술한 제 3 실시예의 경우와 동일하기 때문에, 동일 부분에는 동일한 참조부호를 붙여 중복 설명을 생략한다.
본 발명의 인코더 부착 차륜용 회전 지지 장치는 이상에서 언급한 바와 같이 구성되어 작용하므로, 영구 자석으로 제조된 인코더를 외부 공간과 베어링 내부 공간을 분리하는 시일 부재보다 외부 공간 쪽으로 설치하는 구조를 채용하더라도, 상기 인코더의 자속 밀도가 부분적으로 열화되는 것을 방지하고, 회전 속도 검출의 신뢰성을 충분히 확보할 수 있다.

Claims (5)

  1. 인코더 부착 차륜용 회전 지지 장치에 있어서,
    현가 장치에 지지된 상태에서 회전하지 않는 정지륜과,
    상기 정지륜과 동심으로 배치되어 차륜과 함께 회전하는 회전륜과,
    상기 회전륜의 외주면에 형성되어, 차륜 및 제동용 회전체를 지지하기 위한 플랜지와,
    상기 정지륜 및 회전륜의 서로 대향하는 주면에 각각 형성된 정지 궤도와 회전 궤도 사이에 전동 가능하게 설치된 복수개의 전동체와,
    외부 공간과 이들 각 전동체를 설치한 베어링 내부 공간을 분리하는 시일 부재와,
    상기 시일 부재보다 외부 공간 쪽에서, 상기 회전륜과 함께 회전하는 부분에 지지되며, 피검출면에 S극과 N극을 원주 방향에 대하여 교대로 배치한 영구 자석으로 제조된 인코더와,
    상기 인코더와 상기 외부 공간 사이에 설치된 래버린스 시일을 포함하며,
    상기 래버린스 시일의 간극의 폭을 상기 인코더의 피검출면에 배치되어 서로 인접하는 S극과 N극과의 피치의 40% 이하로 한
    인코더 부착 차륜용 회전 지지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 래버린스 시일이 회전륜에 결합 고정된 등속 조인트의 일부와, 현가 장치를 구성하는 너클의 일부를 직접 근접시켜 이루어지는 것인
    인코더 부착 차륜용 회전 지지 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 래버린스 시일이 상기 회전륜에 결합 고정된 등속 조인트의 일부에 고정된 회전 링과, 현가 장치를 구성하는 너클의 일부에 고정된 정지 링을 근접시켜 이루어지는 것인
    인코더 부착 차륜용 회전 지지 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제동용 회전체가 드럼 브레이크를 구성하기 위한 드럼이며, 상기 래버린스 시일이 이 드럼의 일부와, 현가 장치에 지지한 백킹 플레이트의 일부를 직접 근접시켜 이루어지는 것인
    인코더 부착 차륜용 회전 지지 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제동용 회전체가 드럼 브레이크를 구성하는 위한 드럼이며, 상기 래버린스 시일이 이 드럼의 일부에 고정된 회전 링과, 현가 장치에 지지한 백킹 플레이트에 고정된 정지 링을 근접시켜 이루어지는 것인
    인코더 부착 차륜용 회전 지지 장치.
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