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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Magnetisiervorrichtung und ein
Magnetisierverfahren für einen
magnetisierten Impulsring sowie einen magnetisierten Impulsring.
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Wälzlagereinheiten
zum drehbaren Stützen von
Fahrzeugrädern
an einem Aufhängungssystem sind
herkömmlicherweise
in verschiedenen Bauweisen bekannt. Unter diesen Wälzlagereinheiten
befindet sich eine, die mit einer Drehgeschwindigkeitserkennungsvorrichtung
zum Erkennen der Drehgeschwindigkeit der Räder versehen ist, um ein Antiblockiersystem
(im folgenden als ABS bezeichnet) oder ein Traktionssteuersystem
(im folgenden als TCS bezeichnet) zu steuern.
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Die
in eine Wälzlagereinheit
einzubauende Drehgeschwindigkeitserkennungsvorrichtung weist einen
magnetisierten Impulsring, der sich mit den Rädern dreht, und einen Drehgeschwindigkeitssensor auf,
der ein Ausgangssignal ausgibt, das mit einer Frequenz variiert,
die zu der Drehgeschwindigkeit des magnetisierten Impulsrings proportional
ist (siehe Japanische Patentveröffentlichung
HEI 10-115628).
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Die
magnetisierten Impulsringe sind in solche vom axialen Magnetisierungstyp
und solche vom radialen Magnetisierungstyp gruppiert. Wie in 2 dargestellt
weist ein magnetisierter Impulsring vom radialen Magnetisierungstyp eine
zylindrische Stahlplatte 21 und ein zylindrisches elastisches
magnetisches Teil 22 auf, das über den gesamten Umfang der
Innenumfangsfläche
der zylindrischen Stahlplatte 21 vorgesehen ist.
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Üblicherweise
sind Magnetisierungsvorrichtungen für magnetisierte Impulsringe
vom radialen Magnetisierungstyp vorgesehen, die ein Magnetisierjoch 23 mit
einer zylindrischen Oberfläche
aufweisen, deren Außendurchmesser
kleiner als der Innendurchmesser des zylindrischen elastischen magnetischen
Teils 22 ist, so dass das Magnetisierjoch 23 einfacher
in die zylindrische Stahlplatte 21 einzuführen ist.
Obwohl dies nicht dargestellt ist, sind N-Polbereiche und S-Polbereiche abwechselnd über den gesamten
Umfang am Außenumfangsrand
des Magnetisierjochs 23 angeordnet.
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Bei
einer Magnetisiervorrichtung mit diesem Aufbau wird das eine zylindrische
Oberfläche
aufweisende Magnetisierjoch 23 in die zylindrische Stahlplatte 21 derart
eingesetzt, dass das Magnetisierjoch 23 dem zylindrischen
elastischen magnetischen Teil 22 radial gegenüberliegt,
wodurch die Magnetisierung des zylindrischen elastischen magnetischen Teils 22 erreicht
wird. Infolgedessen werden N-Polbereiche und S-Polbereiche abwechselnd über den gesamten
Umfangsrand des zylindrischen elastischen magnetischen Teils 22 gebildet.
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Gemäß dieser
herkömmlichen
Magnetisiervorrichtung für
einen magnetisierten Impulsring tritt jedoch, da die Außenumfangsfläche des
Magnetisierjochs 23 eine Umfangsfläche mit einem Durchmesser ist,
der kleiner als der Innendurchmesser des zylindrischen elastischen
Magnetteils 22 ist, ein Spalt D zwischen dem Magnetisierjoch 23 und
dem zylindrischen elastischen magnetischen Teil 22 auf.
Dies bewirkt den Fehler, dass das zylindrische elastische magnetische
Teil 22 nur zu ungefähr
80% einer Sollmagnetkraft magnetisiert werden kann. Die Verwendung
des zylindrischen elastischen magnetischen Teils 22 mit
derart geringer Magnetkraft beispielsweise in einer Drehgeschwindigkeitserkennungsvorrichtung
bei einer ABS-Anwendung würde
das Ausgangssignal der Drehgeschwindigkeitserkennungsvorrichtung
instabil werden lassen.
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Da
der Außendurchmesser
der zylindrischen Oberfläche
des Magnetisierjochs 23 kleiner als der Innendurchmesser
des zylindrischen elastischen magnetischen Teils 22 ist,
besteht eine höhere
Wahrscheinlichkeit, dass das Magnetisierjoch 23 zu dem zylindrischen
elastischen magnetischen Teil 22 exzentrisch wird. Dies
bewirkt den Nachteil, dass die Zentrierung des Magnetisierjochs 23 in
bezug auf das zylindrische elastische magnetische Teil 22 schwer
zu erreichen ist.
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JP 11242042 A beschreibt
eine Magnetisiervorrichtung für
einen magnetisierten Impulsring, bei welcher die Magnetisiervorrichtung
ein Magnetisierjoch mit einer konischen Umfangsfläche aufweist,
in welcher mehrere Magnetpole gebildet sind. Das konische Magnetisierjoch
dient dem Magnetisieren eines elastischen Magneten mit einer Innenfläche, welche den
gleichen Neigungswinkel wie die konische Außenfläche des Magnetisierjochs hat.
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EP 0 836 020 A2 beschreibt
eine Magnetisiervorrichtung für
einen Codierer einer Drehgeschwindigkeitserkennungseinheit. Die
Magnetisiervorrichtung umfasst ein Joch mit einer zylindrischen Außenfläche. Der
Codierer weist um den Umfang eines Stützrings befestigte Permanentmagnete
auf. Der Stützring
und das Magnetisierjoch haben beide zylindrische Innen- und Außenflächen.
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Überblick über die Erfindung
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Daher
ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Magnetisiervorrichtung
und ein Magnetisierverfahren für
einen magnetisierten Impulsring zu schaffen, wodurch die Magnetkraft,
auf welche das zylindrische elastische magnetische Teil magnetisiert
wird, erhöht
werden kann, wobei gleichzeitig das Zentrieren des Magnetisierjochs
leicht zu erreichen ist.
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Die
genannte Aufgabe wird durch eine Magnetisiervorrichtung nach Anspruch
1 gelöst.
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Bei
dieser Magnetisiervorrichtung für
einen magnetisierten Impulsring wird zum Magnetisieren des zylindrischen
elastischen magnetischen Teils das Magnetisierjoch in die zylindrische
Stahlplatte eingesetzt, so dass der Magnetisierbereich des Magnetisierjochs
dem zylindrischen elastischen magnetischen Teil radial gegenüberliegt.
Wenn bei diesem Vorgang der Magnetisierbereich des Magnetisierjochs
in engen Kontakt mit zumindest einem axialen Endbereich des zylindrischen
elastischen Magnetelements gebracht wird, liegt der gesamte Umfang
des Magnetisierjochs nahe an oder in Berührung mit dem zylindrischen
elastischen magnetischen Teil, da der Magnetisierbereich eine in
bezug auf die Achse leicht geneigte konische Fläche ist. Daher kann die Magnetkraft,
auf welche das zylindrische elastische magnetische Teil magnetisiert
wird, erhöht
werden. Das heißt,
dass das zylindrische elastische magnetische Teil ausreichend und
zuverlässig
magnetisiert werden kann.
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Da
ferner der Magnetisierbereich des Magnetisierjochs eine in bezug
auf die Achse leicht geneigte konische Fläche ist, bewirkt das Anordnen
des Magnetisierbereichs des Magnetisierjochs in engem Kontakt mit
zumindest einem axialen Endbereich des zylindrischen elastischen
Magnetteils, dass das zylindrische elastische magnetische Teil und
das Magnetisierjoch zueinander konzentrisch sind. Das Magnetisierjoch
kann somit in bezug auf das zylindrische elastische magnetische
Teil leicht und zuverlässig zentriert
werden.
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Da
ferner der Magnetisierbereich des Magnetjochs eine in bezug auf
die Achse konische Fläche ist,
ist das Einführen
des Magnetisierjochs in die zylindrische Stahlplatte ebenfalls leicht
erreichbar.
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Nach
einer von zwei Alternativen ist die den Magnetisierbereich bildende
konische Fläche
eine konvexe Fläche,
wodurch das zylindrische elastische magnetische Teil von einer Innenumfangsflächenseite
des zylindrischen elastischen magnetischen Teils, das auf der Innenumfangsfläche der
zylindrischen Stahlplatte vorgesehen ist, aus magnetisiert ist.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
der Magnetisiervorrichtung für
einen magnetisierten Impulsring kann das auf der Innenumfangsfläche der
zylindrischen Stahlplatte vorgesehene zylindrische elastische magnetische
Teil leicht von seiner Innenumfangsfläche aus magnetisiert werden,
da die konische Fläche,
d. h. der Magnetisierbereich des Magnetisierjochs, eine konvexe
Fläche
ist.
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Bei
der zweiten Alternative ist die den Magnetisierbereich bildende
konische Fläche
eine konkave Fläche,
wodurch das zylindrische elastische magnetische Teil von einer Außenumfangsflächenseite des
zylindrischen elastischen magnetischen Teils, das auf der Außenumfangsfläche der
zylindrischen Stahlplatte vorgesehen ist, aus magnetisiert wird.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
der Magnetisiervorrichtung für
einen magnetisierten Impulsring kann das auf der Außenumfangsfläche der
zylindrischen Stahlplatte vorgesehene zylindrische elastische magnetische
Teil leicht von seiner Außenumfangsfläche aus
magnetisiert werden, da die konische Fläche, d. h. der Magnetisierbereich
des Magnetisierjochs, eine konvexe Fläche ist.
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Gemäß dem Magnetisierverfahren
für einen magnetisierten
Impulsring wird das Magnetisierjoch in die zylindrische Stahlplatte
derart eingeführt,
dass die konische Fläche,
d. h. der Magnetisierbereich, in engen Kontakt mit zumindest einem
axialen Endbereich des zylindrischen elastischen magnetischen Teils
gebracht wird. Anschließend
befindet sich der gesamte Umfang des Magnetisierjochs nahe dem oder
in Kontakt mit dem zylindrischen elastischen magnetischen Teil,
da der Magnetisierbereich des Magnetisierjochs eine konische Fläche ist,
die geringfügig
in bezug auf die Achse geneigt ist. Somit kann die Magnetkraft,
auf welche das zylindrische elastische magnetische Teil magnetisiert
wird, verbessert werden. Das heißt, das zylindrische elastische
magnetische Teil kann ausreichend und zuverlässig magnetisiert werden.
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Wenn
der Magnetisierbereich des Magnetisierjochs in engen Kontakt mit
zumindest einem axialen Endbereich des zylindrischen elastischen
magnetischen Teils gebracht wird, werden das zylindrische elastische
magnetische Teil und das Magnetisierjoch miteinander konzentrisch,
da der Magnetisierbereich des Magnetisierjochs eine in bezug auf die
Achse geringfügig
geneigte konische Fläche
ist. Daher kann das Magnetisierjoch leicht und zuverlässig in
bezug auf das zylindrische elastische magnetische Teil zentriert
werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Ein
umfassenderes Verständnis
der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung und
den zugehörigen
Zeichnungen, die lediglich der Illustration dienen und somit keine
Einschränkung
der vorliegenden Erfindung bedeuten, und welche zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines Hauptteils eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
einer Magnetisiervorrichtung für
einen magnetisierten Impulsring; und
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2 eine
schematische Seitenansicht eines Hauptteils einer herkömmlichen
Magnetisiervorrichtung für
einen Impulsring.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Im
folgenden werden die Magnetisiervorrichtung und das Magnetisierverfahren
für einen
magnetisierten Impulsring sowie der magnetisierte Impulsring nach
der Erfindung im einzelnen anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels
beschrieben.
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1 ist
eine schematische Seitenansicht eines Hauptteils eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
einer Magnetisiervorrichtung für
einen magnetisierten Impulsring.
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Die
in der 1 dargestellte Magnetisiervorrichtung für einen
magnetisierten Impulsring weist ein Magnetisierjoch 3 mit
einem Magnetisierbereich 3a auf, der einem zylindrischen
elastischen magnetischen Teil 2 radial gegenüberliegt, das
auf der Innenumfangsfläche
einer zylindrischen Stahlplatte 1 angeordnet ist. Dieser
Magnetisierbereich 3a ist eine konische Fläche, die
in bezug auf die Achse des Magnetisierjochs 3 geringfügig geneigt
ist. Diese konische Fläche
ist beispielsweise um 1° in
bezug zur Achse geneigt. Das heißt, das θ in der 1 zum Beispiel
1° beträgt. Ferner
magnetisiert die konische Fläche
des Magnetisierbereichs 3a, bei der es sich um eine konvexe
Fläche
handelt, das zylindrische elastische magnetische Teil 2,
das auf der Innenumfangsseite der zylindrischen Stahlplatte 1 vorgesehen
ist, von seiner Innenumfangsseite aus. Zwar ist dies nicht dargestellt,
jedoch sind N-Polbereiche und S-Polbereiche abwechselnd über den
gesamten Umfang auf dem Außenumfangsrand
des Magnetisierjochs 3 ausgebildet.
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Ferner
weist die zylindrische Stahlplatte 1 einen Bereich 1a geringen
Durchmessers zum Einsetzen und Befestigen an einem nicht dargestellten
drehenden Rad, einen mit dem Bereich 1a geringen Durchmessers
konzentrischen Bereich 1b großen Durchmessers, und einen
Stufenbereich 1c auf, der den Endbereich des Bereichs 1b großen Durchmessers
und den Endbereich des Bereichs 1a geringen Durchmessers
durchgehend verbindet. Das zylindrische elastische magnetische Teil 2 ist
auf der Innenumfangsfläche
des Bereichs 1b großen
Durchmessers vorgesehen. Die zylindrische Stahlplatte 1 und das
zylindrische elastische magnetische Teil 2, das auf der
Innenumfangsfläche
der zylindrischen Stahlplatte 1 angeordnet ist, bilden
einen magnetisierten Impulsring 10 vom Radial-Magnetisierungstyp.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass das zylindrische elastische magnetische
Teil 2 durch gleichmäßiges Kneten
von Nitrilkautschuk oder gummiartigem Kunstharz (beispielsweise
Polyamid, Polyolefin, Acrylgummibasiselastomer, Fluorgummibasiselastomer,
Silikonbasiselastomer, Ethylencopolymer, etc.) und Magnetpulver
(beispielsweise Bariumferritpulver, Strontiumferritpulver, etc.)
erhalten wird.
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Im
folgenden wird ein an dem zylindrischen elastischen magnetischen
Teil 2 des magnetischen Impulsrings 10 durchzuführendes
Magnetisierverfahren beschrieben.
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Bei
der wie zuvor beschrieben aufgebauten Magnetisiervorrichtung für einen
magnetisierten Impulsring wird zum Magnetisieren des zylindrischen elastischen
magnetischen Teils 2 das Magnetisierjoch 3 in
die zylindrische Stahlplatte 1 eingesetzt, so dass der
Magnetisierbereich 3a des Magnetisierjochs 3 dem
zylindrischen elastischen magnetischen Teil 2 radial gegenüberliegt,
wodurch Magnetpolbereiche entgegengesetzter Polarität abwechselnd
an dem zylindrischen elastischen magnetischen Teil 2 gebildet
werden. Das heißt,
es werden abwechselnd N-Polbereiche und S-Polbereiche über den
gesamten Umfangsrand des zylindrischen elastischen magnetischen
Teils 2 gebildet. Anschließend gelangt ein axialer Endbereich 2b des
zylindrischen elastischen magnetischen Teils 2 in engen
Kontakt mit dem Magnetisierbereich 3a des Magnetisierjochs 3,
während der
von dem Endbereich 2b verschiedene übrige Bereich des zylindrischen
elastischen magnetischen Teils 2 nicht in engem Kontakt
mit dem Magnetisierbereich 3a des Magnetisierjochs 3 ist
und einen Spalt zu dem Magnetisierjoch 3 aufweist. Insbesondere befinden
sich das zylindrische elastische magnetische Teil 2 und
das Magnetisierjoch 3 über
einen in 1 dargestellten Bereich B in
engem Kontakt miteinander, während
ein Spalt zwischen dem zylindrischen elastischen magnetischen Teil 2 und
dem Magnetisierjoch 3 über
einen Bereich A in der 1 gebildet ist. In diesem Fall
kommt das Magnetisierjoch 3 über den gesamten Umfang dem
axialen Mittelbereich 2c des zylindrischen elastischen
magnetischen Teils 2 nahe, da es sich bei Magnetisierbereich 3a um eine
in bezug auf die Achse leicht geneigte konische Fläche handelt.
Dementsprechend kann die Magnetkraft, auf welche der axiale Mittelbereich 2c des
zylindrischen elastischen magnetischen Teils 2 magnetisiert
wird, verbessert werden. Das heißt, der axiale Mittelbereich 2c des
zylindrischen elastischen magnetischen Teils 2 kann ausreichend
und zuverlässig magnetisiert
werden.
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Wird
ein magnetisierter Impulsring, der ein zylindrisches elastisches
magnetisches Teil 2 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau
aufweist, für eine
Drehgeschwindigkeitserkennungsvorrichtung verwendet, befindet sich
der axiale Mittelbereich 2c des zylindrischen elastischen
magnetischen Teils 2 einem Drehgeschwindigkeitssensor gegenüber. Da der
axiale Mittelbereich 2c des zylindrischen magnetischen
Teils 2 ausreichend magnetisiert ist, kann die Genauigkeit
der Drehgeschwindigkeitserkennung verbessert werden. Daher kann
der magnetisierte Impulsring beispielsweise auch für Drehgeschwindigkeitserkennungsvorrichtungen
zur Verwendung in ABS-Systemen eingesetzt werden.
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Ferner
ist bei einem auf die zuvor beschriebene Weise magnetisierten zylindrischen
elastischen magnetischen Teil 2 die Magnetkraft des einen
axialen Endbereichs 2b stärker als die Magnetkraft des anderen
axialen Endbereichs 2a. Da der axiale Mittelbereich 2c des
zylindrischen elastischen magnetischen Teils 2 ausreichend
magnetisiert ist, ist die Magnetkraft des axialen Mittelbereichs 2c des
zylindrischen elastischen magnetischen Teils 2 groß. Ferner ist
die Magnetkraft des zylindrischen elastischen magnetischen Teils 2 in
seiner Umfangsrichtung im wesentlichen gleichmäßig.
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Da
der Magnetisierbereich 3a des Magnetisierjochs 3 eine
konische Fläche
ist, dessen Achse mit der Achse des Magnetisierjochs 3 identisch
ist, bewirkt der enge Kontakt des Magnetisierbereichs 3a des
Magnetisierjochs 3 mit dem Endbereich 2b des zylindrischen
elastischen magnetischen Teils 2, dass das zylindrische
elastische magnetische Teil 2 und das Magnetisierjoch 3 miteinander
konzentrisch sind. Dementsprechend kann das Magnetisierjoch 3 in
bezug auf das zylindrische elastische magnetische Teil 2 leicht
und zuverlässig
magnetisiert werden.
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Da
ferner die Exzentrizität
zwischen dem zylindrischen elastischen magnetischen Teil 2 und
dem Magnetisierjoch 3 durch die zuverlässige Zentrierung des Magnetisierjochs 3 in
bezug auf das zylindrische elastische magnetische Teil 2 verhindert
ist, kann die Teilungsgenauigkeit der N-Polbereiche und der S-Polbereiche verbessert
werden.
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Da
des weiteren die konische Fläche
des Magnetisierbereichs 3a des Magnetisierjochs 3 eine konvexe
Fläche
ist, kann das auf der Innenumfangsfläche der zylindrischen Stahlplatte 1 vorgesehene zylindrische
elastische magnetische Teil 2 leicht von der Innenumfangsfläche des
zylindrischen elastischen magnetischen Teils 2 aus magnetisiert
werden.
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Da
ferner der Magnetisierbereich 3a des Magnetisierjochs 3 eine
konische Fläche
ist, die in bezug auf die Achse des Magnetisierjochs 3 geneigt
ist, ist auch das Einsetzen des Magnetisierjochs 3 in die zylindrische
Stahlplatte 1 leicht zu erreichen.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist die konische Fläche
des Magnetisierbereichs 3a um 1° in bezug auf die Achse geneigt.
Der Neigungswinkel der konischen Fläche ist jedoch nicht darauf
beschränkt. Beispielsweise
kann der Magnetisierbereich 3a unter einem Winkel zu der
Achse geneigt sein, der kleiner als 1° ist, oder er kann unter einem
Winkel von mehr als 1° in
bezug zu der Achse geneigt sein.
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Obwohl
zuvor aufgezeigt wurde, dass das Magnetisierjoch 3 in engen
Kontakt mit dem Endbereich 2b des zylindrischen elastischen
magnetischen Teils 2 gebracht wird, kann das Magnetisierjoch 3 ebenfalls
in engen Kontakt mit dem gesamten zylindrischen elastischen magnetischen
Teil 2 gebracht werden. Zum Magnetisieren des zylindrischen
elastischen magnetischen Teils 2 muss das Magnetisierjoch 3 im
wesentlichen nur in engen Kontakt mit zumindest dem axialen Endbereich 2b des
zylindrischen elastischen magnetischen Teils 2 gebracht werden.
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Ferner
wurde zuvor zwar dargelegt, dass die konische Fläche des Magnetisierbereichs 3a eine konvexe
Fläche
ist, jedoch kann die konische Fläche auch
eine konkave Fläche
sein. Das heißt,
dass es möglich
ist, ein Magnetisierjoch mit einer konisch geformten Innenumfangsfläche zu verwenden.
Da es sich in diesem Fall bei der konischen Fläche des Magnetisierbereichs
des Magnetisier jochs um eine konkave Fläche handelt, kann das auf der
Außenumfangsfläche der
zylindrischen Stahlplatte vorgesehene zylindrische elastische magnetische
Teil leicht von seiner Außenumfangsfläche aus
magnetisiert werden. Das heißt,
dass eine sogenannte Außenumfangsmagnetisierung
leicht erreicht werden kann. Selbstverständlich können die gleichen Arbeitseffekte
erzielt werden, wie bei dem vorgenannten Ausführungsbeispiel.