DE102004001070A1

DE102004001070A1 - Magnetischer Codierer

Info

Publication number: DE102004001070A1
Application number: DE102004001070A
Authority: DE
Inventors: Naoto Teshima; Hironori Okayama Yamamoto
Original assignee: Uchiyama Manufacturing Corp
Current assignee: Uchiyama Manufacturing Corp
Priority date: 2003-01-08
Filing date: 2004-01-05
Publication date: 2004-07-22
Also published as: JP2004212351A; US7088093B2; US20040239532A1

Abstract

Magnetischer Codierer (E), bei dem ein Impulsgeber geschützt ist und die Abtastfähigkeiten und die Abtastdauerhaftigkeit deutlich verbessert sind, und eine Lagereinheit (1a, 1b), in die der magnetische Codierer eingebaut ist. Der magnetische Codierer ist an einer Lagereinheit angebracht und umfasst einen Verstärkungsring (2, 6) und einen Multipolmagneten (3) zum Erfassen von dessen Umdrehungsgeschwindigkeit. Der Multipolmagnet ist an der außenseitigen Oberfläche des Verstärkungsrings befestigt, und eine abziehbare Schutzabdeckung (7) aus magnetischem Kautschuk oder dergleichen ist an der Oberfläche des Multipolmagneten befestigt, und eine Grifflasche (7a) ist vorgesehen, um die Handhabung zu erleichtern. In einer alternativen Ausführungsform besteht die Schutzabdeckung (71) aus einer dünnen Folie.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Umdrehungsgeschwindigkeitserfassungsstruktur für ein Lager, das eine relative Umdrehung durchführt, und im Spezielleren bezieht sie sich auf einen magnetischen Codierer zur Erfassung der Umdrehungsgeschwindigkeit und auf eine Lagereinheit mit dem angebrachten magnetischen Codierer.
2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik
[Patentliteratur 1] Japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2002-286739.

In der herkömmlichen Praxis sind Lagereinheiten für Kraftfahrzeugräder und dergleichen mit einer Erfassungsvorrichtung für die Radumdrehungsgeschwindigkeit ausgestattet, um Umdrehungsunterschiede zwischen mehreren Rädern zu verhindern, und die folgende Art von Aufbau wird weit verbreitet für diese Erfassungsvorrichtung eingesetzt.

Insbesondere weist eine Umdrehungsgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung einen impulserzeugenden Rotor und einen Sensor zum Abtasten des Impulses auf, und es wurde ein Umdrehungsgeschwindigkeitsdetektor, bei dem ein impulserzeugender Codierer mit einem Multipolmagnet im radialen Teil eines Verstärkungsrings angeordnet ist, und bei dem ein Sensor nahe am impulserzeugenden Codierer vorgesehen ist, entwickelt und als ein allgemeiner Aufbau von diesem in die Praxis umgesetzt. In vielen Fällen wird solch ein impulserzeugender Codierer oder, anders ausgedrückt, ein magnetischer Codierer, mit einem Dichtungselement mit Dichtungslippen kombiniert, um den engen Raum der Lagereinheit effizient zu nutzen.

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die schematischen Zeichnungen ausführlicher beschrieben.

Eine Ausführungsform solch eines herkömmlichen Beispiels wird nun mittels eines Schemas beschrieben. Wie in 4 gezeigt ist, wird ein Lagereinheitsaufbau verwendet, bei dem ein Multipolmagnet 3 an einem in ein Innenrad 1b eingebauten Verstärkungsring 2 befestigt ist, um einen magnetischen Codierer E zu bilden, und bei dem die Umdrehung des Multipolmagneten 3 mit einem Umdrehungsgeschwindigkeitserfassungssensor 4 abgetastet und erfasst wird. Hier ist ein mit einem Dichtungselement S kombinierter Aufbau gezeigt, und die Lager 1a, 1b sind vor dem Eindringen von Feuchtigkeit oder Fremdkörpern durch die Dichtungslippen 5 des Dichtungselements S geschützt, das in Reibungskontakt mit der inneren Umfangsfläche des Verstärkungsrings 2 ist.

Bei dem Multipolmagneten 3 eines solchen magnetischen Codierers E unterliegen jedoch die N-/S-Pole einer umlaufenden multipolaren Magnetisierung, so dass bei der Handhabung mit äußerster Vorsicht vorgegangen werden muss, um einen Kontakt mit magnetisierten Granulaten, Teilen, die eine Magnetkraft aufweisen oder dergleichen zu vermeiden, bis der Magnet an den Lagern 1a, 1b angebracht ist, und auch während der Lagerung muss Sicherheit gewährleistet sein. Zusätzlich treten Probleme dahingehend auf, dass die Verstärkungsringe 6 anderer Dichtungselemente S magnetisiert werden und bei gestapelter Lagerung schwer herauszuziehen sind.

Aufgrund solcher Umstände neigen Eisenstaub und andere solcher Fremdkörper dazu, an der Oberfläche des Multipolmagneten 3 während der normalen Handhabung anzuhaften, und im Falle, dass ein Fremdkörper zwischen dem Multipolmagneten 3 und dem Umdrehungsgeschwindigkeitserfassungssensor 4 eintritt und sich dort festsetzt, entwickelt die Umdrehungsgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung insofern fatale Fehler als der Multipolmagnet 3 dazu gebracht wird, durch den Fremdkörper Fehlersignale zu erzeugen, und durch den Fremdkörper, der sich während der Umdrehung in den Magneten frisst, beschädigt oder auf andere Weise in Mitleidenschaft gezogen wird, wodurch Fehler in der Umdrehungsgeschwindigkeitserfassung entstehen.

Angesichts des Vorgenannten und um diese Situation am Auftreten zu hindern, wurden Strukturen entwickelt, bei denen eine Kunstharzkappe oder eine Metallabdeckung (keine davon ist in den Schemazeichnungen gezeigt) vorübergehend befestigt oder durch Crimpen angebracht wird, um die Oberfläche des Multipolmagneten 3 abzudecken, dieser Lösungsweg ist aber insofern nachteilhaft als im ersten Fall, der die Kunstharzkappe mit einbezieht, der Multipolmagnet 3 bis zum abschließenden Schritt nicht geschützt werden kann, weil die Kappe abgenommen werden muss, wenn eine Schraube eingesetzt wird, und im zweiten Fall, der die Metallabdeckung mit einbezieht, zahlreiche Herstellungsschritte durchgeführt werden und hohe Kosten damit verbunden sind.

Angesichts solcher Nachteile ist es deshalb eine erste Aufgabe der Erfindung, einen magnetischen Codierer bereitzustellen, der mit einer Schutzvorrichtung ausgestattet ist, worin der Impulsgeber vollkommen geschützt ist und die Abtastfähigkeiten und die Abtastdauerhaftigkeit deutlich verbessert sind.

Es ist eine zweite Aufgabe der Erfindung, eine Lagereinheit mit einem angebrachten magnetischen Codierer bereitzustellen, die erhalten wird, indem der oben als vorliegende Erfindung angeführte magnetische Codierer eingebaut wird, der mit einer Schutzvorrichtung ausgestattet ist, worin der Impulsgeber vollkommen geschützt ist und die Abtastfähigkeiten und die Abtastdauerhaftigkeit deutlich verbessert sind.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Der magnetische Codierer der Erfindung, wie auch eine Lagereinheit mit dem angebrachten magnetischen Codierer wird bereitgestellt, um die erste (*1) Aufgabe zu lösen. Hier ist der magnetische Codierer dieser Erfindung am Lager einer Lagereinheit angebracht und aus einem Verstärkungsring und einem Multipolmagneten aufgebaut, um die Umdrehungsgeschwindigkeit des Lagers zu erfassen, und besitzt einen Aufbau, bei dem eine abziehbare Schutzabdeckung an der Oberfläche des Multipolmagneten befestigt ist, die an der Außenfläche des Verstärkungsrings gebildet ist, wobei die Schutzabdeckung von der Oberfläche des Multipolmagneten entfernt wird, nachdem der magnetische Codierer mit der angebrachten Schutzabdeckung an der Lagereinheit befestigt wurde, wie in 1 gezeigt ist.

Beim gegenseitigen Anbringen des Multipolmagneten und der Schutzschicht ist es möglich, einen magnetisierten Aufbau oder einen anderen Aufbau auszubilden, bei dem die Schutzabdeckung aus magnetischem Kautschuk besteht und so ausgelegt ist, dass sie durch ihre eigene Magnetkraft am Multipolmagneten anhaftet; und es gibt auch Befestigungsverfahren, bei denen die Schutzabdeckung aus synthetischem Kautschuk, Kunstharz oder dergleichen besteht und lediglich mittels eines abziehbaren Klebstoffs angeklebt wird.

Im Falle einer Schutzabdeckung, die wie vorstehend beschrieben aus magnetischem Kautschuk besteht, kann die Schutzabdeckung zusammen mit Eisenstaub oder einem anderen Fremdkörper, der an ihrer Fläche durch unipolare oder multipolare Magnetisierung in einem Magneten anhaftet, durch Abziehen entfernt werden.

Als weitere Ausführungsform umfasst die Erfindung auch eine Anordnung, bei der eine folienartige Schutzabdeckung aus synthetischem Kautschuk oder Kunstharz auf der Oberfläche eines auf der Außenfläche eines Verstärkungsrings ausgebildeten Multipolmagneten ausgebildet ist, der einen magnetischen Codierer darstellt, wie in 4 gezeigt ist.

1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel der Erfindung zeigt;
2 ist eine Querschnittsansicht, die ein Detail eines Beispiels der Erfindung zeigt;
3 ist eine Querschnittsansicht, die ein weiteres Beispiel der Erfindung zeigt; und
4 ist eine Querschnittsansicht, die ein herkömmliches Beispiel zeigt, das die Erfindung nicht einsetzt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Erfindung stellt aufgrund des zuvor beschriebenen Aufbaus eine hervorragende Wirkung bereit, wie nachstehend noch gezeigt wird.
Insbesondere ist der fest an den Lagern 1a, 1b angebrachte magnetische Codierer E mit einem impulserzeugenden Multipolmagneten 3 auf der Außenfläche eines Verstärkungsrings 2 ausgestattet, und der Multipolmagnet 3 ist mit einer Schutzabdeckung 7 abgedeckt, die sich auf seiner außenliegenden Seite befindet. Aus diesem Grunde besteht keinerlei Einwirkung von außen; der Multipolmagnet 3 ist hier vollkommen vor von außen wirkenden Stößen, dem Anhaften von Eisenstaub oder dergleichen geschützt; und der magnetische Codierer E wird in fertigem Zustand an den Lagern 1a, 1b angebracht.
Wenn die Schutzabdeckung 7 des Multipolmagneten 3, nachdem er auf diese Weise angebracht wurde, abgezogen wird, kehrt der Multipolmagnet 3 in einen Ausgangszustand zurück, bei dem die Magnetpole ausgerichtet sind und eine hochpräzise Magnetisierung sichergestellt ist. Dabei ist es möglich, die Schutzabdeckung 7 zu entfernen, nachdem der Umdrehungsgeschwindigkeitserfassungssensor (4, derselbe Sensor wie der in 4 gezeigte) nahebei untergebracht wurde, um eine Umdrehungsgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung zu bilden, und es können Umdrehungserfassungsfähigkeiten mit einem höheren Präzisionsgrad bereitgestellt werden.
[Beispiele]
Der Multipolmagnet 3 der Erfindung kann ausgewählt werden aus einem geklebtem Magnet, Gussmagnet, gesintertem Magnet oder einem anderen Magneten, der ausgebildet wird, indem Magnetmaterialien mit Kautschuk oder Kunststoff gemischt werden; und Ferrit, Seitenerden, MK-Stahl, Alnico oder dergleichen können als Magnetmaterial zur Ausbildung des Magneten verwendet werden.
Die Schutzabdeckung 7 zur Abdeckung des Multipolmagneten 3 kann mit einer Struktur geformt werden, bei der ein ferromagnetisches Material auf ähnliche Weise wie der Multipolmagnet 3 gemischt wird, um magnetischen Kautschuk zu bilden, oder mit einer einfachen Abdeckungsstruktur, die einzig aus synthetischem Kautschuk, Kunstharz oder dergleichen besteht, es kann aber auch eine Schutzabdeckung 71 verwendet werden, die eine dünne Folie einsetzt, und zusätzlich zum vorherigen Anbringen und Ausbilden einer Schutzabdeckung mit einer folienartigen Schutzabdeckung 71 kann auch eine Schutzabdeckung ausgebildet werden, indem der Multipolmagnet 3 direkt mit einem flüssigen Material beschichtet und die sich ergebende Beschichtung ausgehärtet wird.
Die Außenseite der Schutzabdeckung 7 kann mit einer Grifflasche 7a versehen sein, wie in den 1 und 2 gezeigt ist, um das Abnehmen der Schutzabdeckung 7 vom Multipolmagneten 3 zu erleichtern. Wenn ein Teil der Schutzabdeckung 7 (*2) mit einem Schnitt, einem Einschnitt, oder einer anderen derartigen Sollbruchstelle 7b versehen ist, kann die Schutzabdeckung 7 (*2) leicht dadurch entfernt werden, dass die Sollbruchstelle 7b bei einem solchen Abnehmen aufgerissen wird. Die Grifflasche 7a ist hier wie in den 1 und 2 an der Außenseite angebracht gezeigt, ihre Anordnung kann aber auch auf der Innenseite, der Mitte oder dergleichen sein, und diese Anordnung kann entsprechend der Abnahmeeinrichtung und der Baugruppenausrichtung gewählt sein.
Da eine dünne Folie in der Anordnung verwendet werden kann, bei der eine aus Schutzfolie bestehende Schutzabdeckung 71 verwendet wird, gibt es keine negativen Auswirkungen auf den Spalt, der durch den Umdrehungsgeschwindigkeitserfassungssensor (4, demselben Sensor wie der in 4 gezeigte) gebildet ist, und der magnetische Codierer kann in unveränderter Form eingesetzt werden, ohne die Schutzabdeckung abzunehmen. Die Schutzabdeckungen 7 und 71 (*3) können auch farbig sein, und können wirksam unterschieden werden, was Anbringungsstelle, Einsatzrichtung, Größe und Modellnummer anbelangt, indem sie mit verschiedenen Arten von Farbcodierung (einschließlich Beschichtung und Kennzeichnung) eingefärbt werden.
Der mit den Schutzabdeckungen 7 und 71 (*3) versehene magnetische Codierer 3 nutzt verfügbaren Raum effizient, wenn er in Kombination mit einem Dichtungselement S mit Dichtungslippen 5 angebracht wird, und, was die Anbringungsarbeit betrifft, kann der Befestigungsschritt entfallen, um Montagekosten zu senken.
Erfindungsgemäß ist es möglich, einen beständig stabilen magnetischen Codierer bereitzustellen, bei dem der Multipolmagnet 3 zur Erzeugung eines Umdrehungsimpulses vollkommen durch eine an der Außenseite befestigte Schutzabdeckung 7 oder 71 von der Außenluft abgeschirmt ist, und bei dem ein Aufprall, ein Anhaften von Eisenstaub oder dergleichen verhindert ist, und eine Lagereinheit mit einem angebrachten magnetischen Codierer bereitzustellen, in die dieser magnetische Codierer eingebaut ist.
Demzufolge kann der Umdrehungsgeschwindigkeitserfassungssensor 4 nur dann, wenn genaue Magnetpole derart konserviert werden, bis ein Multipolmagnet auf einer Lagereinheit angebracht wird, zufriedenstellende Abtastfähigkeiten an den Tag legen, und die Umdrehung kann mit einem hohen Präzisionsgrad erfasst werden.
Auch ermöglicht das Entfernen der Schutzabdeckung 7 oder 71, nachdem der magnetische Codierer an einer bestimmten Stelle angebracht wurde, abgelagerte Fremdkörper, Eisenstaub u. dgl. direkt zusammen mit der Schutzabdeckung 7 oder 71 zu entfernen, und es kann ein äußerst sauberer Zustand aufrechterhalten werden, so dass die gewünschten Umdrehungserfassungsfähigkeiten entsprechend den technischen Konstruktionsdaten lange Zeiträume beibehalten werden können.

Claims

Magnetischer Codierer (E), der an einer Lagereinheit (1a, 1b) angebracht ist, mit einem Verstärkungsring (2, 6) und einem Multipolmagneten (3) zum Erfassen von dessen Umdrehungsgeschwindigkeit, bei dem der Multipolmagnet (3) an der außenseitigen Oberfläche des Verstärkungsrings (2, 6) befestigt ist und eine abziehbare Schutzabdeckung (7) an der Oberfläche des Multipolmagneten (3) befestigt ist.
Magnetischer Codierer nach Anspruch 1, bei dem die Schutzabdeckung (7) mit einer Grifflasche (7a) versehen ist.
Magnetischer Codierer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Schutzabdeckung aus magnetischem Kautschuk besteht.
Magnetischer Codierer, der an einer Lagereinheit (1a, 1b) angebracht ist, mit einem Verstärkungsring (2, 6) und einem Multipolmagneten (3) zum Erfassen von dessen Umdrehungsgeschwindigkeit, bei dem der Multipolmagnet (3) an der außenseitigen Oberfläche des Verstärkungsrings (2, 6) befestigt ist, und eine folienartige Schutzabdeckung (71) an der Oberfläche des Multipolmagneten (3) befestigt ist.
Magnetischer Codierer nach Anspruch 4, bei dem die Schutzabdeckung (7, 71) farbig ist.
Lagereinheit mit einem angebrachten magnetischen Codierer, der an der Lagereinheit (1a, 1b) angebracht ist, mit einem Verstärkungsring (2, 6) und einem Multipolmagneten (3) zum Erfassen von dessen Umdrehungsgeschwindigkeit, bei dem der Multipolmagnet (3) an der außenseitigen Oberfläche des Verstärkungsrings (2, 6) befestigt ist und eine abziehbare Schutzabdeckung (7, 71) an dessen Oberfläche befestigt ist; und bei dem die Schutzabdeckung (7, 71) so ausgelegt ist, dass sie von der Oberfläche des Multipolmagneten (3) entfernt wird, nachdem der magnetische Codierer an der Lagereinheit (1a, 1b) angebracht wurde.
Lagereinheit mit einem angebrachten magnetischen Codierer nach Anspruch 6, bei dem die Schutzabdeckung aus magnetischem Kautschuk besteht.
Lagereinheit mit einem angebrachten magnetischen Codierer nach Anspruch 6, bei dem die Schutzabdeckung (7, 71) mit einer Grifflasche (7a) versehen ist.
Lagereinheit mit einem angebrachten magnetischen Codierer nach Anspruch 7, bei dem die Schutzabdeckung (7, 71) mit einer Grifflasche (7a) versehen ist.
Lagereinheit mit einem angebrachten magnetischen Codierer, der an der Lagereinheit (1a, 1b) angebracht ist, mit einem Verstärkungsring (2, 6) und einem Multipolmagneten (3) zum Erfassen von dessen Umdrehungsgeschwindigkeit, bei der der Multipolmagnet (3) an der außenseitigen Oberfläche des Verstärkungsrings (2, 6) befestigt ist, und eine folienartige Schutzabdeckung (71) an dessen Oberfläche befestigt ist; und bei der die Schutzabdeckung (7, 71) so ausgelegt ist, dass sie von der Oberfläche des Multipolmagneten (3) entfernt wird, nachdem der magnetische Codierer an der Lagereinheit (1a, 1b) angebracht wurde.
sagereinheit mit einem angebrachten magnetischen Codierer nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei der der magnetische Codierer mit einem Dichtungselement (S) mit Dichtungslippen (5) kombiniert und an der Lagereinheit angebracht ist.
Lagereinheit mit einem angebrachten magnetischen Codierer nach Anspruch 10, bei der der magnetische Codierer mit einem Dichtungselement (S) mit Dichtungslippen (5) kombiniert und an der Lagereinheit angebracht ist.