JPWO2003012456A1 - 回転センサ用ローター - Google Patents
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Abstract
自動車のホイール等の軸受部においてその回転数の検出をなすために用いられる回転センサ用ローターであって、軸受部の回転する部分の径方向外側に嵌合固定される補強環(2)と、軸方向に延び、当該補強環の径方向外側に配備される円筒状の多極磁石(3)と、当該多極磁石の径方向外側に配備され、当該多極磁石の径方向外側面を覆う非磁性体製のカバーリング(4)とからなる回転センサ用ローター(1)。
Description
技術分野
本発明は、相対回転する軸受部の回転数検出構造に関し、具体的には自動車のアンチロックブレーキシステムあるいはトラクションコントロールシステムなどの配備のため、自動車の前後・左右の車輪の回転数を検出する際に用いられる回転センサ用ローターに関する。
背景技術
従来、自動車の各車輪に回転差が生じるのを防止するために用いられる車輪回転数検出装置としては次のような構造が多く用いられている。これは、軸受の回転部に取り付けられる回転センサ用ローターと、この回転センサ用ローターから発せられるパルスを感知する感知センサーからなっている。パルス発生ローターである回転センサ用ローターは、回転する軸受の周面に嵌合固定される円筒部と、当該円筒部の端縁から径方向に折れまがっている円輪部とからなる断面L字形の補強環と、当該補強環の円輪部の軸方向外側面に多極磁石からなるパルス発生手段が配置されているものである。そして、このパルス発生手段から発するパルスを感知する感知センサーが、前記のパルス発生手段に軸方向の外側から近接配備されている。このような回転数検出装置が開発され実用化に至っている。
このような構造の回転数検出装置においては、多くの場合、補強環の端部へシールリップが形成され、密封機能が付加されている。以下、図面を参照しつつ詳述する。
このような従来例の一例を第7図を用いて説明する。回転する軸受の周面(第7図の場合は、外輪101の周面)に、補強環103の円筒部104が嵌合固定されている。この円筒部104の端縁から径方向に折れ曲がっている円輪部105の軸方向外側面に多極磁石からなるパルス発生手段としてのパルス発生リング106が取り付けられている。そして、回転数検出センサー108が、パルス発生リング106に、軸方向の外側から近接配備されている。
円筒部104と、円筒部104の端縁から径方向に折れまがっている円輪部105とからなる断面L字形の補強環103の端部には、第7図図示のように、シールリップ107が設けられており、このシールリップ107が内輪102の周面に摺接している。これによる密封機能によって、外輪101、内輪102からなる軸受は、水分あるいは異物の侵入から守られている。
第7図図示のような従来の回転数検出装置におけるパルス発生ローターである回転センサ用ローターにおいては、パルス発生リング106は、回転数検出センサー108に近付けて最も外部側の大気に露出した配置になっている。そこで、パルス発生リング106は、飛散する水あるいは異物に直接曝される酷い状況にあり、この水が侵入すれば錆の発生を招いて回転数の検出能力を低下させ、悪くすると該部分へ異物さえ付着しかねない。異物がパルス発生リング106と回転数検出センサー108間へ付着、侵入すれば、パルス発生リング106が回転中に異物を噛み込み、損傷を起こしてしまい、回転検出数を誤らせるという回転数検出装置として致命的な欠点となって現れる。
発明の開示
本発明は前述した従来の回転数検出装置における回転センサ用ローターの欠点に鑑み、パルス発生部の完璧な保護をなし、感知性能と耐久性を飛躍的に向上せしめた回転センサ用ローターを提供することを目的としている。
前記課題を解決するため、この発明は、自動車のホイール等の軸受部においてその回転数の検出をなすために用いられる回転センサ用ローターであって、軸受部の回転する部分の径方向外側に嵌合固定される補強環と、軸方向に延び、当該補強環の径方向外側に配備される円筒状の多極磁石と、当該多極磁石の径方向外側に配備され、当該多極磁石の径方向外側面を覆う非磁性体製のカバーリングとからなる回転センサ用ローターを提案するものである。
前記において円筒状多極磁石としては、この技術分野においてエンコーダとして用いられているものであれば、いずれも採用することができる。例えば、強磁性材料を合成ゴムあるいは合成樹脂等の弾性素材に混入し、型を用いて加硫成型した後、円周方向にS極とN極とが交互に表れるように着磁したものを円筒状多極磁石とすることができる。
補強環の径方向外側への円筒状多極磁石の配備は、円筒状多極磁石を型を用いて加硫成型した後、補強環の径方向外側面に接着等によって取り付けることにより行うことができる。また、補強環の径方向外側面に下地処理を行って、接着材を塗布し、ここに強磁性材料が混入されているゴム材料を型によって加硫成型すると同時に接着することもできる。
なお、加硫成型したものへの着磁は、非磁性体製のカバーリングが多極磁石の径方向外側面を覆うように多極磁石の径方向外側に配備される前に行うことができる。このようにすれば、はっきりとして強力なN極、S極が形成されるので有利である。ただし、カバーリングは非磁性体製であるので、カバーリングが前記のように配備された後に着磁を行うことも可能である。このようにすれば、本発明の回転センサ用ローターの製造工程を簡素化することができるので有利である。
本発明の回転センサ用ローターは、補強環と、円筒状多極磁石と、カバーリングとをそれそれ別々に形成し、円筒状多極磁石を着磁した後にこれを補強環の径方向外側面に接着し、カバーリングにて外周側から固定して組付ける、あるいは、円筒状多極磁石を補強環の径方向外側面に接着し、カバーリングにて外周側から固定して組付けた後に、円筒状多極磁石を着磁することによって製造できる。また、補強環の径方向外側面に円筒状多極磁石を加硫成型接着によって一体的に成形した後、円筒状多極磁石を着磁し、これをカバーリングにて外周側から固定して組付ける、あるいは、カバーリングにて外周側から固定して組付けた後、円筒状多極磁石を着磁することによっても製造できる。様々な状況と要求に応じて最適な製造工程を採用すれば良い。
前記において、合成ゴムあるいは合成樹脂等の弾性素材としては、NBR(アクリロニトリルブタジエンラバー)、ACM(アクリル酸エステル共重合体)、H−NBR(水素添加アクリロニトリルブタジエンラバー)等のポリマーを用いることができる。
また、この弾性素材に混入する強磁性材料としては、ストロンチウムフェライト、バリウムフェライト、あるいは、ストロンチウムフェライトとバリウムフェライトとの混合粉などを用いることができる。
このような強磁性材料の粉末を前述したポリマーへ、好ましくは、重量比で70%〜98%程度配合しゴム薬品と共に混合する。
本願発明の回転センサ用ローターは前述した構造からなるので、パルスを発生する多極磁石が、自動車のホイール等の軸受部の回転する部分の径方向外側に配置されることになる。しかし、この多極磁石の径方向外側面は、多極磁石の径方向外側に配備されるカバーリングによって覆われるので、飛散する水や、異物などに直接曝されることがなくなる。これによって、錆が発生したり、異物が付着したり、異物を噛み込んで損傷が発生するなどの事態を未然に防止できる。
この一方、カバーリングは非磁性体からなるので多極磁石からの磁力はこれを簡単に透過しパルス発生性能をいささかも低下させない。
前記本発明の回転センサ用ローターにおいて、カバーリングが多極磁石の径方向外側面を覆うように多極磁石の径方向外側に配備される形態は、カバーリングが円筒状多極磁石の径方向外側から多極磁石を抱持している構造にすることができる。
このようにすれば、より確実に多極磁石を外部から遮断し、多極磁石が外方から影響を受けないようにできる。そこで、多極磁石は外部から降りかかる石、砂、泥、水等からより確実に守られ、これらが引き起こすであろう摩耗や、破壊から守られて、誤作動のない正確なパルスを半永久的に発生させることが可能になる。
ここで、カバーリングが円筒状多極磁石の径方向外側から多極磁石を抱持している構造としては、以下のような形態を採用することができる。
第一の形態は、円筒状多極磁石がカバーリングにカシメられて、カバーリングによる多極磁石の抱持が行われるものである。
第二の形態は、円筒状多極磁石がカバーリングに接着されて、カバーリングによる多極磁石の抱持が行われるものである。
これらの形態によれば、円筒状多極磁石とカバーリングとの一体化が図られるので、多極磁石が外方から影響を受けないようにする上で、一層効果的である。
第三の形態として、径方向外側に円筒状多極磁石が配備されている補強環に対して、軸方向からカバーリングが圧入されることにより、円筒状多極磁石の外周面とカバーリングの内周面とが圧接している構造を採用することもできる。
この第三の形態の変形として、円筒状多極磁石がカバーリングの径方向内側面より径方向外側に伸びる大きさの弾性突起をその径方向外側面に備えており、当該円筒状多極磁石が径方向外側に配備されている補強環に対して、カバーリングが軸方向から圧入されることにより、弾性変形した前記弾性突起の先端側とカバーリングの内周面とが圧接している構造を第四の形態として採用することもできる。
これら第三、第四のカバーリングが円筒状多極磁石を抱持する形態によれば、カバーリングを軸方向から圧入するという簡単な工程によって、円筒状多極磁石の径方向外側面を覆うようにカバーリングをその径方向外側に配備できるので有利である。
前述した第四の形態の場合、前記弾性突起は、円筒状多極磁石の径方向外側面において、円周方向に所定の間隔をおいて複数個、好ましくは均等な間隔をあけて3個以上設けておくことが望ましい。
前述したいずれの本発明の回転センサ用ローターにおいても、カバーリングは軸受部の回転する部分の径方向外側に嵌合固定されている構造にすることができる。
例えば、添付図面の第2図図示のように、カバーリングの軸方向外側(第2図中、右側)に伸びる部分を軸受部の回転する部分の径方向外側に嵌合固定し、カバーリングの軸方向内側(第2図中、左側)に伸びる部分を、円筒状多極磁石の径方向外側に配備して、円筒状多極磁石の径方向外側面を覆うものである。
このような形態にしても、カバーリングを軸方向から圧入させるという簡単な工程によって、円筒状多極磁石の径方向外側面を覆うようにカバーリングをその径方向外側に配備でき、装着不備がなくなるので有利である。
この第2図図示の形態では、円筒状多極磁石の径方向外側面と、カバーリングの径方向内側面との間にはギャップが存在している。このような形態であっても、カバーリングが多極磁石の径方向外側面を覆うように多極磁石の径方向外側に配備されているので、円筒状多極磁石を外部から遮断し、円筒状多極磁石が外方から影響を受けないようにできる。
ただし、図示してはいないが、カバーリングの軸方向内側(第2図中、左側)に伸びる部分のところで、前述した第一〜第四のカバーリングが円筒状多極磁石を抱持する形態を実現することにより、第2図図示の形態としながら、より一層確実に多極磁石が外方から影響を受けないようにすることができる。例えば、第2図図示のようにカバーリングが軸受部の回転する部分の径方向外側に嵌合固定されている構造において、カバーリングを軸方向から圧入させることによって、円筒状多極磁石の径方向外側面と、カバーリングの径方向内側面との間で前述した第三、第四のカバーリングが円筒状多極磁石を抱持する形態を、カバーリングの軸方向内側(第2図中、左側)に伸びる部分で実現させることができる。また、カバーリングを軸方向から圧入させる際に円筒状多極磁石の径方向外側面と、カバーリングの径方向内側面との間での接着を図ったり、カバーリングを軸方向から圧入させた後に、カバーリングの軸方向内側端(第2図中、左側端)をカシメることにより、円筒状多極磁石の径方向外側面と、カバーリングの径方向内側面との間で、前述した第二、第一のカバーリングが円筒状多極磁石を抱持する形態を、カバーリングの軸方向内側(第2図中、左側)に伸びる部分で実現させることができる。
更に、前述した本発明のいずれの回転センサ用ローターにおいても、カバーリングの厚みは0.1mm〜1.0mmにすることができる。
カバーリングがこのように比較的薄目であれば、磁力の透過性が良いことに加えて、成形性が良好で、カバーリングの形状をなすにも、その軸方向内側端(第4図中、左側端)でカシメをなすことにおいても、正確で、容易となり好ましいものとなる。
なお、カバーリングは、磁力の透過を可能とする非磁性性能と、前述した性能を要求されるので、その材料としては、例えば、SUS304、Al、CuZn、Cuなどを選択することができる。
本発明によると、回転パルスを発生する円筒状多極磁石は外部に向いた場所へ配置されるが、外径側から覆う非磁性材製のカバーリングによって外気から隔離されており、これによって車輪回転数の検出部は、異物あるいは潤滑油等の被着や、キズ、破壊の発生から守られ、正確で安定した磁場を形成することができる。
この安定した磁場があって初めて回転数検出センサーの優れた感知性能が発揮されるものであり、高精度な回転数検出を行なうことができる。
また、円筒状多極磁石が弾性体で形成されていてもカバーリングの保護作用によって摩耗が防がれ、実際の使用においても円筒状多極磁石をカバーリングが外径側からしっかり抱持するカバー構造であるから、剥がれとかズレとかの位置ずれを防ぎ、正確な磁極を長期に亙って保持できるものとなっている。
発明を実施するための最良の形態
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明する。
なお、添付図面に示されている各部材の形状、配置関係は、本発明が理解できる程度に概略的に例示したものに過ぎない。また、以下に示される各自部材の材質、寸法、等は本発明の好ましい実施例に過ぎない。従って、本発明は、添付図面を参照して以下に説明される実施例に限定されるものではなく、請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々の形態に変更可能である。
(実施例1)
NBR(アクリロニトリルブタジェンラバー)に、フェライト粉末(ストロンチウムフェライト粉末)とゴム薬品とを添加、混合して、未加硫ゴムを準備する(ストロンチウムフェライト粉末の配合割合は重量比で80%)。
金属製の補強環2の径方向外側面に下地処理を行って、接着材を塗布し、ここに前記のように準備した未加硫ゴムを型によって円筒状に加硫成型すると同時に接着する。
厚さ0.5mmのSUS304板をリング状に成形してカバーリング4を形成する。これを、径方向外側面にフェライト粉末入のゴム部材が加硫成型接着されている補強環2の軸方向(第1図中、左右方向)から圧入し、最外周にカバーリング4が配置された仮装着状態にする。
次いで、カバーリング4の軸方向の両端側(第1図中、左右両端)を径方向内側(第1図中、下側)に向けて変形させ、カシメて、第1図図示の状態とする。
次に、カバーリング4の外周から着磁を行って、円周方向にN極、S極が交互に形成されている円筒状多極磁石3とし、本発明の回転センサ用ローター1を得た。
なお、カバーリング4の軸方向の右側端は、最初から、第1図図示の状態に成形しておき、カシメによるカバーリング4と円筒状多極磁石3との一体化は、カバーリング4の軸方向の左側端のみを径方向内側に向けて変形させて行うこととしておけば、作業工程を簡略化できる。
回転センサ用ローター1は、第1図図示のように、軸受部の回転する部材、第1図の場合は、ドライブシャフト5に嵌合固定され、円筒状多極磁石3に対して、径方向外側から回転数検出センサー108が近接配備され、車輪回転数検出装置として用いられる。
(実施例2)
H−NBR(水素添加アクリロニトリルブタジェンラバー)に、フェライト粉末(ストロンチウムフェライト粉末とバリウムフェライト粉末との混合物)とゴム薬品とを添加、混合して、未加硫ゴムを準備する(フェライト粉末の配合割合は重量比で85%)。
金属製の補強環12の径方向外側面に下地処理を行って、接着材を塗布し、ここに前記のように準備した未加硫ゴムを型によって円筒状に加硫成型すると同時に接着する。
この加硫成型接着されたフェライト粉末入のゴム部材を着磁し、円周方向にN極、S極が交互に形成されている円筒状多極磁石13が、補強環12の径方向外側面に配備された状態とする。
厚さ0.6mmのSUS304板を、断面が第2図図示の状態のリング状に成形してカバーリング14を形成する。カバーリング14は、第2図図示のように、軸方向外側(第2図中、右側)の円筒状部14a、円筒状部14aの軸方向内側端部から径方向外側に向かって伸びる円輪部14b、円輪部14bの径方向外側端部から軸方向内側に向かって伸びる円筒状部14cからなる。
径方向外側面に円筒状多極磁石13が配備されている補強環12を、軸受部の回転する部材、第2図の場合は、ドライブシャフト5に嵌合固定する。次いで、カバーリング14をドライブシャフト5に嵌合固定し、本発明の回転センサ用ローター11を得た。この回転センサ用ローター11では、カバーリング14が多極磁石13の径方向外側に配備され、カバーリング14の円輪部14bと円筒状部14cとによって、多極磁石13の径方向外側面が覆われている。
第2図図示のように、回転センサ用ローター11の円筒状多極磁石13に対して径方向外側から回転数検出センサー108が近接配備され、車輪回転数検出装置として用いられる。
(実施例3)
第3図図示の回転センサ用ローター21は、カバーリング24が円筒状多極磁石23の径方向外側からこれを抱持している構造における他の実施形態を説明するものである。
金属製の補強環22の径方向外側面に加硫成型接着され、円周方向にN極、S極が交互に現れるように着磁されている円筒状多極磁石23は、カバーリング24の径方向内側面より径方向外側(第3図中、上側)に伸びる大きさの弾性突起26をその径方向外側面に備えている。弾性突起26は図示していないが、円筒状多極磁石23の径方向外側面に均等の間隔をあけて3個設けられている。
このように径方向外側面に円筒状多極磁石23が配備されている補強環22に対して、カバーリング24を、軸方向(第3図中、左右方向)から圧入する。
弾性突起26は、カバーリング24の径方向内側面より径方向外側(第3図中、上側)に伸びているので、カバーリング24の圧入によりその先端が弾性変形し、カバーリング24の内周面に圧接する。こうして本発明の回転センサ用ローター21が形成される。
なお、径方向外側面に円筒状多極磁石23が配備されている補強環22を、軸受部の回転する部材、例えば、ドライブシャフトに嵌合固定した後、カバーリング24を、軸方向(第3図中、左右方向)から圧入して、本発明の回転センサ用ローター21を形成する形態にすることもできる。
いずれにしても、第3図図示の実施形態の場合、カバーリング24の径方向内側面と、円筒状多極磁石23の径方向外側面との圧接は、弾性突起26のみを変形させて行われ、円筒状多極磁石24の大部分の外表面は非接触状態におかれる。そこで、前記のように、あらかじめ着磁を終えてからカバーリング24を取り付けることとしても、円筒状多極磁石24の大部分の外表面は正確な形状に保たれる。これによって、N極、S極のピッチの乱れを最小に抑え、正確なパルスを提供することができる。
第3図図示の実施形態では、カバーリング24の軸方向外側端(第3図中、右側端)の内径を、円筒状多極磁石23の軸方向外側端(第3図中、右側端)の内径とほほ同じにしている。カバーリング24の軸方向外側端(第3図中、右側端)の内径側を内径方向に更に延ばし、第2図の実施形態のように、カバーリング24の軸方向外側端が、補強環22とおなじように、軸受部の回転する部材、例えば、ドライブシャフトに嵌合固定される実施形態にすることもできる。
回転センサ用ローター21の前述した部分以外に関しては、前記実施例1、2の場合と同様であるので、その説明を省略する。
(実施例4)
第4図、第5図図示の実施形態は、軸受部の回転する部材、例えば、ドライブシャフトへの嵌合作業性を良くしたり、円筒状多極磁石の有効面積を広げることを考慮した他の実施形態を説明するものである。
第4図図示の実施形態では、補強環32が、軸受部の回転する部材、例えば、ドライブシャフトの径方向外側面に嵌合固定される円筒状部32aと、この円筒状部32aの端部から径方向外側に伸びる円輪部32bとを有するように形成されている。
補強環32に加硫成型接着される円筒状多極磁石33は、円輪部32bの径方向外側において、軸方向(第4図中、左右方向)に伸びるように形成される。
これによって、円筒状多極磁石33が、軸受部の回転する部材、例えば、ドライブシャフトから、径方向外側により離れた位置に配置されることになる。こうして、嵌合作業性を良くし、円筒状多極磁石の有効面積を広げたものである。
なお、カシメによるカバーリング34と円筒状多極磁石33との一体化を図る工程は、カバーリング34を最外周に配置して仮装着状態とした後、第4図図示のように、その軸方向の左側端36を径方向内側に向けて、矢示37のように変形させて行うことができる。
第5図図示の実施形態では、補強環42が、軸受部の回転する部材、例えば、ドライブシャフトの径方向外側面に嵌合固定される円筒状部42aと、この円筒状部42aの端部から径方向外側に伸びる円輪部42bと、この円輪部42bの径方向外側端から軸方向に伸びる円筒状部42cとを有するように形成されている。
補強環42に加硫成型接着される円筒状多極磁石43は、円筒状部42cの径方向外側面に配備される。そして、円筒状多極磁石4の径方向外側にカバーリング44が配備されている。
これによって、円筒状多極磁石43が、軸受部の回転する部材、例えば、ドライブシャフトから、径方向外側により離れた位置に配置されることになる。こうして、嵌合作業性を良くし、円筒状多極磁石の有効面積を広げたものである。
第4図、第5図図示の回転センサ用ローター31、41の前述した以外の部分に関しては、前記実施例1、2の場合と同様であるので、その説明を省略する。
(実施例5)
実施例1、実施例2では、軸受部の内輪であるドライブシャフト5に本発明の回転センサ用ローターを嵌着した状態を示したが、第6図は、本発明の回転センサ用ローター51を軸受部の外輪6の外周側に装着する場合を説明するものである。
第6図図示の装着構造でも、円筒状多極磁石53の径方向外側面は、カバーリング54によって覆われているので、泥水などに曝される過酷な箇所においての使用を不安のないものとしている。
内輪5と外輪6とからなる軸受部の密封が必要な場合には、補強環52か、カバーリング54に、内輪5の径方向外側面に摺接するシールリップを設けることができる。第6図図示の実施形態では、補強環52にシールリップ55を設けて内輪5の径方向外側面に摺接させている。
なお、図示していないが、フランジ部が近接配置されていれば、補強環52に設けたシールリップをフランジ部の側周面に接触させて軸受部の密封を図ることもできる。
回転センサ用ローター51の前述した以外の部分に関しては、前記実施例1、2の場合と同様であるので、その説明を省略する。
産業上の利用の可能性
本発明によれば、自動車の前後・左右の車輪の回転数検出に用いられる回転センサ用ローターにおけるパルス発生部のより確実な保護を可能にし、感知性能と耐久性が飛躍的に向上した回転センサ用ローターを提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の回転センサ用ローターが軸受部の回転する部材に装着された状態を示す一部を省略した断面図である。
第2図は、本発明の他の回転センサ用ローターが軸受部の回転する部材に装着された状態を示す一部を省略した断面図である。
第3図は、本発明の他の回転センサ用ローターの一部を省略した断面図である。
第4図は、本発明の他の回転センサ用ローターの一部を省略した断面図である。
第5図は、本発明の他の回転センサ用ローターの一部を省略した断面図である。
第6図は、本発明の回転センサ用ローターが軸受部の回転する部材に装着された他の状態を示す一部を省略した断面図である。
第7図は、従来の回転センサ用ローターが軸受部の回転する部材に装着された状態を示す一部を省略した断面図である。
本発明は、相対回転する軸受部の回転数検出構造に関し、具体的には自動車のアンチロックブレーキシステムあるいはトラクションコントロールシステムなどの配備のため、自動車の前後・左右の車輪の回転数を検出する際に用いられる回転センサ用ローターに関する。
背景技術
従来、自動車の各車輪に回転差が生じるのを防止するために用いられる車輪回転数検出装置としては次のような構造が多く用いられている。これは、軸受の回転部に取り付けられる回転センサ用ローターと、この回転センサ用ローターから発せられるパルスを感知する感知センサーからなっている。パルス発生ローターである回転センサ用ローターは、回転する軸受の周面に嵌合固定される円筒部と、当該円筒部の端縁から径方向に折れまがっている円輪部とからなる断面L字形の補強環と、当該補強環の円輪部の軸方向外側面に多極磁石からなるパルス発生手段が配置されているものである。そして、このパルス発生手段から発するパルスを感知する感知センサーが、前記のパルス発生手段に軸方向の外側から近接配備されている。このような回転数検出装置が開発され実用化に至っている。
このような構造の回転数検出装置においては、多くの場合、補強環の端部へシールリップが形成され、密封機能が付加されている。以下、図面を参照しつつ詳述する。
このような従来例の一例を第7図を用いて説明する。回転する軸受の周面(第7図の場合は、外輪101の周面)に、補強環103の円筒部104が嵌合固定されている。この円筒部104の端縁から径方向に折れ曲がっている円輪部105の軸方向外側面に多極磁石からなるパルス発生手段としてのパルス発生リング106が取り付けられている。そして、回転数検出センサー108が、パルス発生リング106に、軸方向の外側から近接配備されている。
円筒部104と、円筒部104の端縁から径方向に折れまがっている円輪部105とからなる断面L字形の補強環103の端部には、第7図図示のように、シールリップ107が設けられており、このシールリップ107が内輪102の周面に摺接している。これによる密封機能によって、外輪101、内輪102からなる軸受は、水分あるいは異物の侵入から守られている。
第7図図示のような従来の回転数検出装置におけるパルス発生ローターである回転センサ用ローターにおいては、パルス発生リング106は、回転数検出センサー108に近付けて最も外部側の大気に露出した配置になっている。そこで、パルス発生リング106は、飛散する水あるいは異物に直接曝される酷い状況にあり、この水が侵入すれば錆の発生を招いて回転数の検出能力を低下させ、悪くすると該部分へ異物さえ付着しかねない。異物がパルス発生リング106と回転数検出センサー108間へ付着、侵入すれば、パルス発生リング106が回転中に異物を噛み込み、損傷を起こしてしまい、回転検出数を誤らせるという回転数検出装置として致命的な欠点となって現れる。
発明の開示
本発明は前述した従来の回転数検出装置における回転センサ用ローターの欠点に鑑み、パルス発生部の完璧な保護をなし、感知性能と耐久性を飛躍的に向上せしめた回転センサ用ローターを提供することを目的としている。
前記課題を解決するため、この発明は、自動車のホイール等の軸受部においてその回転数の検出をなすために用いられる回転センサ用ローターであって、軸受部の回転する部分の径方向外側に嵌合固定される補強環と、軸方向に延び、当該補強環の径方向外側に配備される円筒状の多極磁石と、当該多極磁石の径方向外側に配備され、当該多極磁石の径方向外側面を覆う非磁性体製のカバーリングとからなる回転センサ用ローターを提案するものである。
前記において円筒状多極磁石としては、この技術分野においてエンコーダとして用いられているものであれば、いずれも採用することができる。例えば、強磁性材料を合成ゴムあるいは合成樹脂等の弾性素材に混入し、型を用いて加硫成型した後、円周方向にS極とN極とが交互に表れるように着磁したものを円筒状多極磁石とすることができる。
補強環の径方向外側への円筒状多極磁石の配備は、円筒状多極磁石を型を用いて加硫成型した後、補強環の径方向外側面に接着等によって取り付けることにより行うことができる。また、補強環の径方向外側面に下地処理を行って、接着材を塗布し、ここに強磁性材料が混入されているゴム材料を型によって加硫成型すると同時に接着することもできる。
なお、加硫成型したものへの着磁は、非磁性体製のカバーリングが多極磁石の径方向外側面を覆うように多極磁石の径方向外側に配備される前に行うことができる。このようにすれば、はっきりとして強力なN極、S極が形成されるので有利である。ただし、カバーリングは非磁性体製であるので、カバーリングが前記のように配備された後に着磁を行うことも可能である。このようにすれば、本発明の回転センサ用ローターの製造工程を簡素化することができるので有利である。
本発明の回転センサ用ローターは、補強環と、円筒状多極磁石と、カバーリングとをそれそれ別々に形成し、円筒状多極磁石を着磁した後にこれを補強環の径方向外側面に接着し、カバーリングにて外周側から固定して組付ける、あるいは、円筒状多極磁石を補強環の径方向外側面に接着し、カバーリングにて外周側から固定して組付けた後に、円筒状多極磁石を着磁することによって製造できる。また、補強環の径方向外側面に円筒状多極磁石を加硫成型接着によって一体的に成形した後、円筒状多極磁石を着磁し、これをカバーリングにて外周側から固定して組付ける、あるいは、カバーリングにて外周側から固定して組付けた後、円筒状多極磁石を着磁することによっても製造できる。様々な状況と要求に応じて最適な製造工程を採用すれば良い。
前記において、合成ゴムあるいは合成樹脂等の弾性素材としては、NBR(アクリロニトリルブタジエンラバー)、ACM(アクリル酸エステル共重合体)、H−NBR(水素添加アクリロニトリルブタジエンラバー)等のポリマーを用いることができる。
また、この弾性素材に混入する強磁性材料としては、ストロンチウムフェライト、バリウムフェライト、あるいは、ストロンチウムフェライトとバリウムフェライトとの混合粉などを用いることができる。
このような強磁性材料の粉末を前述したポリマーへ、好ましくは、重量比で70%〜98%程度配合しゴム薬品と共に混合する。
本願発明の回転センサ用ローターは前述した構造からなるので、パルスを発生する多極磁石が、自動車のホイール等の軸受部の回転する部分の径方向外側に配置されることになる。しかし、この多極磁石の径方向外側面は、多極磁石の径方向外側に配備されるカバーリングによって覆われるので、飛散する水や、異物などに直接曝されることがなくなる。これによって、錆が発生したり、異物が付着したり、異物を噛み込んで損傷が発生するなどの事態を未然に防止できる。
この一方、カバーリングは非磁性体からなるので多極磁石からの磁力はこれを簡単に透過しパルス発生性能をいささかも低下させない。
前記本発明の回転センサ用ローターにおいて、カバーリングが多極磁石の径方向外側面を覆うように多極磁石の径方向外側に配備される形態は、カバーリングが円筒状多極磁石の径方向外側から多極磁石を抱持している構造にすることができる。
このようにすれば、より確実に多極磁石を外部から遮断し、多極磁石が外方から影響を受けないようにできる。そこで、多極磁石は外部から降りかかる石、砂、泥、水等からより確実に守られ、これらが引き起こすであろう摩耗や、破壊から守られて、誤作動のない正確なパルスを半永久的に発生させることが可能になる。
ここで、カバーリングが円筒状多極磁石の径方向外側から多極磁石を抱持している構造としては、以下のような形態を採用することができる。
第一の形態は、円筒状多極磁石がカバーリングにカシメられて、カバーリングによる多極磁石の抱持が行われるものである。
第二の形態は、円筒状多極磁石がカバーリングに接着されて、カバーリングによる多極磁石の抱持が行われるものである。
これらの形態によれば、円筒状多極磁石とカバーリングとの一体化が図られるので、多極磁石が外方から影響を受けないようにする上で、一層効果的である。
第三の形態として、径方向外側に円筒状多極磁石が配備されている補強環に対して、軸方向からカバーリングが圧入されることにより、円筒状多極磁石の外周面とカバーリングの内周面とが圧接している構造を採用することもできる。
この第三の形態の変形として、円筒状多極磁石がカバーリングの径方向内側面より径方向外側に伸びる大きさの弾性突起をその径方向外側面に備えており、当該円筒状多極磁石が径方向外側に配備されている補強環に対して、カバーリングが軸方向から圧入されることにより、弾性変形した前記弾性突起の先端側とカバーリングの内周面とが圧接している構造を第四の形態として採用することもできる。
これら第三、第四のカバーリングが円筒状多極磁石を抱持する形態によれば、カバーリングを軸方向から圧入するという簡単な工程によって、円筒状多極磁石の径方向外側面を覆うようにカバーリングをその径方向外側に配備できるので有利である。
前述した第四の形態の場合、前記弾性突起は、円筒状多極磁石の径方向外側面において、円周方向に所定の間隔をおいて複数個、好ましくは均等な間隔をあけて3個以上設けておくことが望ましい。
前述したいずれの本発明の回転センサ用ローターにおいても、カバーリングは軸受部の回転する部分の径方向外側に嵌合固定されている構造にすることができる。
例えば、添付図面の第2図図示のように、カバーリングの軸方向外側(第2図中、右側)に伸びる部分を軸受部の回転する部分の径方向外側に嵌合固定し、カバーリングの軸方向内側(第2図中、左側)に伸びる部分を、円筒状多極磁石の径方向外側に配備して、円筒状多極磁石の径方向外側面を覆うものである。
このような形態にしても、カバーリングを軸方向から圧入させるという簡単な工程によって、円筒状多極磁石の径方向外側面を覆うようにカバーリングをその径方向外側に配備でき、装着不備がなくなるので有利である。
この第2図図示の形態では、円筒状多極磁石の径方向外側面と、カバーリングの径方向内側面との間にはギャップが存在している。このような形態であっても、カバーリングが多極磁石の径方向外側面を覆うように多極磁石の径方向外側に配備されているので、円筒状多極磁石を外部から遮断し、円筒状多極磁石が外方から影響を受けないようにできる。
ただし、図示してはいないが、カバーリングの軸方向内側(第2図中、左側)に伸びる部分のところで、前述した第一〜第四のカバーリングが円筒状多極磁石を抱持する形態を実現することにより、第2図図示の形態としながら、より一層確実に多極磁石が外方から影響を受けないようにすることができる。例えば、第2図図示のようにカバーリングが軸受部の回転する部分の径方向外側に嵌合固定されている構造において、カバーリングを軸方向から圧入させることによって、円筒状多極磁石の径方向外側面と、カバーリングの径方向内側面との間で前述した第三、第四のカバーリングが円筒状多極磁石を抱持する形態を、カバーリングの軸方向内側(第2図中、左側)に伸びる部分で実現させることができる。また、カバーリングを軸方向から圧入させる際に円筒状多極磁石の径方向外側面と、カバーリングの径方向内側面との間での接着を図ったり、カバーリングを軸方向から圧入させた後に、カバーリングの軸方向内側端(第2図中、左側端)をカシメることにより、円筒状多極磁石の径方向外側面と、カバーリングの径方向内側面との間で、前述した第二、第一のカバーリングが円筒状多極磁石を抱持する形態を、カバーリングの軸方向内側(第2図中、左側)に伸びる部分で実現させることができる。
更に、前述した本発明のいずれの回転センサ用ローターにおいても、カバーリングの厚みは0.1mm〜1.0mmにすることができる。
カバーリングがこのように比較的薄目であれば、磁力の透過性が良いことに加えて、成形性が良好で、カバーリングの形状をなすにも、その軸方向内側端(第4図中、左側端)でカシメをなすことにおいても、正確で、容易となり好ましいものとなる。
なお、カバーリングは、磁力の透過を可能とする非磁性性能と、前述した性能を要求されるので、その材料としては、例えば、SUS304、Al、CuZn、Cuなどを選択することができる。
本発明によると、回転パルスを発生する円筒状多極磁石は外部に向いた場所へ配置されるが、外径側から覆う非磁性材製のカバーリングによって外気から隔離されており、これによって車輪回転数の検出部は、異物あるいは潤滑油等の被着や、キズ、破壊の発生から守られ、正確で安定した磁場を形成することができる。
この安定した磁場があって初めて回転数検出センサーの優れた感知性能が発揮されるものであり、高精度な回転数検出を行なうことができる。
また、円筒状多極磁石が弾性体で形成されていてもカバーリングの保護作用によって摩耗が防がれ、実際の使用においても円筒状多極磁石をカバーリングが外径側からしっかり抱持するカバー構造であるから、剥がれとかズレとかの位置ずれを防ぎ、正確な磁極を長期に亙って保持できるものとなっている。
発明を実施するための最良の形態
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明する。
なお、添付図面に示されている各部材の形状、配置関係は、本発明が理解できる程度に概略的に例示したものに過ぎない。また、以下に示される各自部材の材質、寸法、等は本発明の好ましい実施例に過ぎない。従って、本発明は、添付図面を参照して以下に説明される実施例に限定されるものではなく、請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々の形態に変更可能である。
(実施例1)
NBR(アクリロニトリルブタジェンラバー)に、フェライト粉末(ストロンチウムフェライト粉末)とゴム薬品とを添加、混合して、未加硫ゴムを準備する(ストロンチウムフェライト粉末の配合割合は重量比で80%)。
金属製の補強環2の径方向外側面に下地処理を行って、接着材を塗布し、ここに前記のように準備した未加硫ゴムを型によって円筒状に加硫成型すると同時に接着する。
厚さ0.5mmのSUS304板をリング状に成形してカバーリング4を形成する。これを、径方向外側面にフェライト粉末入のゴム部材が加硫成型接着されている補強環2の軸方向(第1図中、左右方向)から圧入し、最外周にカバーリング4が配置された仮装着状態にする。
次いで、カバーリング4の軸方向の両端側(第1図中、左右両端)を径方向内側(第1図中、下側)に向けて変形させ、カシメて、第1図図示の状態とする。
次に、カバーリング4の外周から着磁を行って、円周方向にN極、S極が交互に形成されている円筒状多極磁石3とし、本発明の回転センサ用ローター1を得た。
なお、カバーリング4の軸方向の右側端は、最初から、第1図図示の状態に成形しておき、カシメによるカバーリング4と円筒状多極磁石3との一体化は、カバーリング4の軸方向の左側端のみを径方向内側に向けて変形させて行うこととしておけば、作業工程を簡略化できる。
回転センサ用ローター1は、第1図図示のように、軸受部の回転する部材、第1図の場合は、ドライブシャフト5に嵌合固定され、円筒状多極磁石3に対して、径方向外側から回転数検出センサー108が近接配備され、車輪回転数検出装置として用いられる。
(実施例2)
H−NBR(水素添加アクリロニトリルブタジェンラバー)に、フェライト粉末(ストロンチウムフェライト粉末とバリウムフェライト粉末との混合物)とゴム薬品とを添加、混合して、未加硫ゴムを準備する(フェライト粉末の配合割合は重量比で85%)。
金属製の補強環12の径方向外側面に下地処理を行って、接着材を塗布し、ここに前記のように準備した未加硫ゴムを型によって円筒状に加硫成型すると同時に接着する。
この加硫成型接着されたフェライト粉末入のゴム部材を着磁し、円周方向にN極、S極が交互に形成されている円筒状多極磁石13が、補強環12の径方向外側面に配備された状態とする。
厚さ0.6mmのSUS304板を、断面が第2図図示の状態のリング状に成形してカバーリング14を形成する。カバーリング14は、第2図図示のように、軸方向外側(第2図中、右側)の円筒状部14a、円筒状部14aの軸方向内側端部から径方向外側に向かって伸びる円輪部14b、円輪部14bの径方向外側端部から軸方向内側に向かって伸びる円筒状部14cからなる。
径方向外側面に円筒状多極磁石13が配備されている補強環12を、軸受部の回転する部材、第2図の場合は、ドライブシャフト5に嵌合固定する。次いで、カバーリング14をドライブシャフト5に嵌合固定し、本発明の回転センサ用ローター11を得た。この回転センサ用ローター11では、カバーリング14が多極磁石13の径方向外側に配備され、カバーリング14の円輪部14bと円筒状部14cとによって、多極磁石13の径方向外側面が覆われている。
第2図図示のように、回転センサ用ローター11の円筒状多極磁石13に対して径方向外側から回転数検出センサー108が近接配備され、車輪回転数検出装置として用いられる。
(実施例3)
第3図図示の回転センサ用ローター21は、カバーリング24が円筒状多極磁石23の径方向外側からこれを抱持している構造における他の実施形態を説明するものである。
金属製の補強環22の径方向外側面に加硫成型接着され、円周方向にN極、S極が交互に現れるように着磁されている円筒状多極磁石23は、カバーリング24の径方向内側面より径方向外側(第3図中、上側)に伸びる大きさの弾性突起26をその径方向外側面に備えている。弾性突起26は図示していないが、円筒状多極磁石23の径方向外側面に均等の間隔をあけて3個設けられている。
このように径方向外側面に円筒状多極磁石23が配備されている補強環22に対して、カバーリング24を、軸方向(第3図中、左右方向)から圧入する。
弾性突起26は、カバーリング24の径方向内側面より径方向外側(第3図中、上側)に伸びているので、カバーリング24の圧入によりその先端が弾性変形し、カバーリング24の内周面に圧接する。こうして本発明の回転センサ用ローター21が形成される。
なお、径方向外側面に円筒状多極磁石23が配備されている補強環22を、軸受部の回転する部材、例えば、ドライブシャフトに嵌合固定した後、カバーリング24を、軸方向(第3図中、左右方向)から圧入して、本発明の回転センサ用ローター21を形成する形態にすることもできる。
いずれにしても、第3図図示の実施形態の場合、カバーリング24の径方向内側面と、円筒状多極磁石23の径方向外側面との圧接は、弾性突起26のみを変形させて行われ、円筒状多極磁石24の大部分の外表面は非接触状態におかれる。そこで、前記のように、あらかじめ着磁を終えてからカバーリング24を取り付けることとしても、円筒状多極磁石24の大部分の外表面は正確な形状に保たれる。これによって、N極、S極のピッチの乱れを最小に抑え、正確なパルスを提供することができる。
第3図図示の実施形態では、カバーリング24の軸方向外側端(第3図中、右側端)の内径を、円筒状多極磁石23の軸方向外側端(第3図中、右側端)の内径とほほ同じにしている。カバーリング24の軸方向外側端(第3図中、右側端)の内径側を内径方向に更に延ばし、第2図の実施形態のように、カバーリング24の軸方向外側端が、補強環22とおなじように、軸受部の回転する部材、例えば、ドライブシャフトに嵌合固定される実施形態にすることもできる。
回転センサ用ローター21の前述した部分以外に関しては、前記実施例1、2の場合と同様であるので、その説明を省略する。
(実施例4)
第4図、第5図図示の実施形態は、軸受部の回転する部材、例えば、ドライブシャフトへの嵌合作業性を良くしたり、円筒状多極磁石の有効面積を広げることを考慮した他の実施形態を説明するものである。
第4図図示の実施形態では、補強環32が、軸受部の回転する部材、例えば、ドライブシャフトの径方向外側面に嵌合固定される円筒状部32aと、この円筒状部32aの端部から径方向外側に伸びる円輪部32bとを有するように形成されている。
補強環32に加硫成型接着される円筒状多極磁石33は、円輪部32bの径方向外側において、軸方向(第4図中、左右方向)に伸びるように形成される。
これによって、円筒状多極磁石33が、軸受部の回転する部材、例えば、ドライブシャフトから、径方向外側により離れた位置に配置されることになる。こうして、嵌合作業性を良くし、円筒状多極磁石の有効面積を広げたものである。
なお、カシメによるカバーリング34と円筒状多極磁石33との一体化を図る工程は、カバーリング34を最外周に配置して仮装着状態とした後、第4図図示のように、その軸方向の左側端36を径方向内側に向けて、矢示37のように変形させて行うことができる。
第5図図示の実施形態では、補強環42が、軸受部の回転する部材、例えば、ドライブシャフトの径方向外側面に嵌合固定される円筒状部42aと、この円筒状部42aの端部から径方向外側に伸びる円輪部42bと、この円輪部42bの径方向外側端から軸方向に伸びる円筒状部42cとを有するように形成されている。
補強環42に加硫成型接着される円筒状多極磁石43は、円筒状部42cの径方向外側面に配備される。そして、円筒状多極磁石4の径方向外側にカバーリング44が配備されている。
これによって、円筒状多極磁石43が、軸受部の回転する部材、例えば、ドライブシャフトから、径方向外側により離れた位置に配置されることになる。こうして、嵌合作業性を良くし、円筒状多極磁石の有効面積を広げたものである。
第4図、第5図図示の回転センサ用ローター31、41の前述した以外の部分に関しては、前記実施例1、2の場合と同様であるので、その説明を省略する。
(実施例5)
実施例1、実施例2では、軸受部の内輪であるドライブシャフト5に本発明の回転センサ用ローターを嵌着した状態を示したが、第6図は、本発明の回転センサ用ローター51を軸受部の外輪6の外周側に装着する場合を説明するものである。
第6図図示の装着構造でも、円筒状多極磁石53の径方向外側面は、カバーリング54によって覆われているので、泥水などに曝される過酷な箇所においての使用を不安のないものとしている。
内輪5と外輪6とからなる軸受部の密封が必要な場合には、補強環52か、カバーリング54に、内輪5の径方向外側面に摺接するシールリップを設けることができる。第6図図示の実施形態では、補強環52にシールリップ55を設けて内輪5の径方向外側面に摺接させている。
なお、図示していないが、フランジ部が近接配置されていれば、補強環52に設けたシールリップをフランジ部の側周面に接触させて軸受部の密封を図ることもできる。
回転センサ用ローター51の前述した以外の部分に関しては、前記実施例1、2の場合と同様であるので、その説明を省略する。
産業上の利用の可能性
本発明によれば、自動車の前後・左右の車輪の回転数検出に用いられる回転センサ用ローターにおけるパルス発生部のより確実な保護を可能にし、感知性能と耐久性が飛躍的に向上した回転センサ用ローターを提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の回転センサ用ローターが軸受部の回転する部材に装着された状態を示す一部を省略した断面図である。
第2図は、本発明の他の回転センサ用ローターが軸受部の回転する部材に装着された状態を示す一部を省略した断面図である。
第3図は、本発明の他の回転センサ用ローターの一部を省略した断面図である。
第4図は、本発明の他の回転センサ用ローターの一部を省略した断面図である。
第5図は、本発明の他の回転センサ用ローターの一部を省略した断面図である。
第6図は、本発明の回転センサ用ローターが軸受部の回転する部材に装着された他の状態を示す一部を省略した断面図である。
第7図は、従来の回転センサ用ローターが軸受部の回転する部材に装着された状態を示す一部を省略した断面図である。
Claims (8)
- 自動車のホイール等の軸受部においてその回転数の検出をなすために用いられる回転センサ用ローターであって、
軸受部の回転する部分の径方向外側に嵌合固定される補強環と、
軸方向に延び、当該補強環の径方向外側に配備される円筒状の多極磁石と、
当該多極磁石の径方向外側に配備され、当該多極磁石の径方向外側面を覆う非磁性体製のカバーリング
とからなる回転センサ用ローター。 - カバーリングは、前記円筒状多極磁石の径方向外側から多極磁石を抱持していることを特徴とする第1項記載の回転センサ用ローター。
- 多極磁石がカバーリングにカシメられて、カバーリングによる多極磁石の抱持が行われていることを特徴とする第2項記載の回転センサ用ローター。
- 多極磁石がカバーリングに接着されて、カバーリングによる多極磁石の抱持が行われていることを特徴とする第2項記載の回転センサ用ローター。
- 径方向外側に円筒状多極磁石が配備されている補強環に対して、カバーリングが軸方向から圧入されることにより、円筒状多極磁石の外周面とカバーリングの内周面とが圧接していることを特徴とする第2項記載の回転センサ用ローター。
- 円筒状多極磁石がカバーリングの径方向内側面より径方向外側に伸びる大きさの弾性突起をその径方向外側面に備えており、当該円筒状多極磁石が径方向外側に配備されている補強環に対して、カバーリングが軸方向から圧入されることにより、弾性変形した前記弾性突起の先端側とカバーリングの内周面とが圧接していることを特徴とする第2項記載の回転センサ用ローター。
- カバーリングは軸受部の回転する部分の径方向外側に嵌合固定されていることを特徴とする第1項乃至第6項のいずれかに記載の回転センサ用ローター。
- カバーリングはその厚みが0.1mm〜1.0mmであることを特徴とする第1項乃至第7項のいずれかに記載の回転センサ用ローター。
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