JP2003519798A - 車輪速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本車輪速度センサアセンブリは、性能を改善し、また製造を簡易化する。センサアセンブリは、別個の直径の第１、第２、及び第３の領域を有する単片磁極及び磁束集中器を含む。磁極／集中器の両端にオーバーモールドされた部品が巻線用の空洞を作り、従来のボビンの使用を排除する。磁石は第１の端と中間領域との間の磁極の上に受入れられているので、磁石はセンサアセンブリの磁極端により密接して配置される。アセンブリの反対端に設けられるモールドされたエンドキャップの設計は、要望に応じて容易に別のキャップ設計に替えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本出願はトラックのブレーキシステムに関し、より詳しく述べれば、車輪の回
転速度を監視するための安価なセンサーを形成する装置及び方法に関する。

【０００２】 （従来の技術） 回転を検出して車輪速度を決定する新しい技術は数多く存在しているが、新し
い技術を採用する費用がかさばるために、現在ではこれらの技術は何れも実装可
能な代替になっていない。例えば、光または赤外センサを使用して回転を検出す
る研究がなされてきた。今日まで、これらの代替は余りにも高価であると考えら
れている。更に、光学配列の使用／動作は、泥、塵等のような外部環境に影響さ
れ易い。

【０００３】 可変磁気抵抗に基づいて車輪速度を検知する技術が確立されている。即ち、ト
ーンリングが車輪と共に回転する。トーンリングに近接して、ピックアップまた
はセンサが取付けられている。センサは、リングの運動に感応するように、トー
ンリングに密接して配置されている磁極片を含む。磁極片は磁石と協同して磁場
を確立し、この磁場はトーンリングの回転によって遮られる。トーンリングは磁
束通路を遮る複数の歯を有しており、それによってセンサ内に発生する信号は信
号を増幅する巻線へ伝えられる。更に、典型的には金属の質量またはブロックで
ある磁束集中器も、センサの効率を改善するために使用されている。

【０００４】 現在商用使用されている車輪速度センサでは、別途製造されたプラスチックボ
ビンが使用されている。ボビンの周りに巻線が受入れられ、この巻線はトーンリ
ングから離れたセンサの端から外向きに延びる電気コネクタに固定されている。
多数の異なる形状のコネクタまたはテールが使用される。例えば、直線ヘッド、
直角ヘッド、または一体の肩を有する直線ヘッドが、３つの型のモールドされた
コネクタブーツまたはシュラウドであり、これらは、異なる各形状毎に別々にモ
ールドすることを必要とする。このさまざまな形態は、標準化された設計よりも
費用効率が低い。従って、費用及び性能の効率の両者を望ましく改善することに
よって、既存技術を改善する要望が存在している。

【０００５】 （発明の概要） 本発明は、費用を大幅に低下させ、改善された信号効率を呈するにも拘わらず
、設計の柔軟性を維持している車輪速度センサを提供する。

【０００６】 車輪速度センサの一実施の形態は、単片（一体型）磁極片及び磁束集中器を含
み、磁束集中器は第１の端及び第２の端の上にモールドされた領域を有し、第１
のモールドされた材料と第２のモールドされた材料との間に巻線が受入れられる
。磁石は磁極上に受入れられ、好ましくは第１の材料内に包み込まれて磁場を確
立する。この組立体の上にスリーブを被せ、磁極がスリーブの第１の端から、ま
たコネクタ組立体が第２の端から外向きに延びることを可能にする。

【０００７】 単片磁極片及び磁束集中器は、異なる断面寸法を有する第１、第２、及び第３
の領域または区分を含んでいる。第１の、即ち最小区分はセンサの磁極片として
役立ち、第２の区分は巻線のための内部支持体として役立ち、そして第３の区分
は最大の断面寸法を有していて磁束集中器として役立つ。

【０００８】 車輪速度センサを組立てる方法の一例は、単片磁極片及び磁束集中器を準備す
るステップと、磁石を第１の端上に取付けるステップと、磁石及び磁束集中器の
第１の部分上に第１の材料をモールドするステップと、磁極及び磁束集中器の第
２の部分上に第２の材料をモールドするステップと、磁極及び磁束集中器の第１
の材料と第２の材料との間の周りにワイヤーを巻くステップと、組立体を包み込
むステップとを含む。

【０００９】 スリーブは、第１の材料及び第２の材料上に受入れられる寸法であり、これら
の材料上に機械的に固定される。

【００１０】 巻線から、スリーブの一方の端内に挿入されているプラスチックオーバーモー
ルド電気コネクタまで、電気接続が完成される。

【００１１】 以下に、添付図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明する。

【００１２】 （実施の形態） 図１及び２に、新しい車輪速度センサ組立体Ａを示す。組立体Ａは、３つの別
個の領域、即ち区分１２、１４、１６を有する金属製の単片磁極及び磁束集中器
１０を含んでいる。第１の区分１２は、例えば直径が0.10インチ程度の最小直径
を有している。この部分は、単片磁極／集中器の磁極を定義している。従って、
それはセンサ組立体Ａの第１の端から外向きに延びる端１８を含んでいる。当業
者ならば理解されるように、磁極とトーンリング(tone ring)（図示せず）との
間の寸法、即ち距離を最小に維持することが重要である。例えば、最大のセンサ
性能を得るためには、この間隙を0.010インチ程度にすることが望ましい。また
、磁極は、センサの感度または間隙許容差を損なわないように、センサ組立体の
端において露出させる、即ち覆ったり、包み込んだりしない。

【００１３】 磁極／集中器の第２の部分１４は、中間の直径である。以下の説明から明白に
なるように、この部分１４は巻線３０の内部支持体として役立つ。例えば、信号
を増幅するために、巻線内には多数の巻回が使用される。好ましい配列では、巻
線は、0.002’ワイヤーの多数の巻回を使用することによって約450フィート長で
ある。しかしながら、本発明の範囲及び意図から逸脱することなく、異なる直径
のワイヤー、またはより多くの、またはより少ない巻回数、またはワイヤーの長
さを使用して所望の結果を達成できることができることを理解されたい。

【００１４】 磁極／集中器の第３の領域１６は、最大の断面寸法を有していることが好まし
い。この領域は、磁極端においてピックアップされた、即ち検出された、そして
最終的にアンチロックブレーキシステムまたはトラクション制御システムの電子
制御ユニット（図示せず）へ輸送される信号を集中させるために、大きい金属質
量として役立つ。

【００１５】 第１の材料、即ちプラスチックオーバーモールドが、磁極／集中器の第１の領
域の実質的な部分、及び部分的に第２の領域１４上に形成される。また、このモ
ールド材料３２は磁石３４を所定位置に位置決めし、拘束する。磁石は、磁極／
集中器の第１の領域１２上に受入れられて、第１の領域１２と第２の領域１４と
の間の段付き界面に突き当たるような寸法の環状の形状であることが好ましい。
この配列は、磁石を磁極に接するように有利に配置し、またセンサの性能も改善
する。

【００１６】 第１の材料３２はエンドキャップを形成し、好ましくは、Ｏリングシール３８
のようなシール部材を受入れる外部溝３６を含む。Ｏリングは円周方向に連続し
ており、センサ組立体の内部部品を外部環境からシールする適当な障壁になって
いる。第１の材料の外側寸法、即ち外径は、ステンレス鋼製継ぎ目無し管、即ち
スリーブ４０の内径と同じであるように予め選択されている。Ｏリングは、セン
サ組立体の第１の端において、第１の材料とスリーブ４０との間にシール界面を
作っている。スリーブ４０内へ軸方向に挿入する場合、第１の材料の端２０をス
リーブ４０の端と整列させ、次いで円周方向に離間したクリンプ４２のような機
械的接続をスリーブに設けて車輪速度センサの個々の部品を互いに機械的にイン
ターロックさせる。

【００１７】 第１の材料の第２の端４６は、巻線３０のための放射状の壁、即ち係合面を定
義している。同様に、第２の材料５０が磁極／集中器の第３の領域１６上に受け
られる。これは好ましくはプラスチックオーバーモールド材料であり、スリーブ
４０の内径と実質的に同一の外径を有している。巻線の両端はリード５２、５４
を含み、これらを第２の材料を通って延ばし、第２の材料の一方の端の導体ピン
５６、５８にそれぞれ接続する。コネクタピンは第２の材料と一体にモールドす
ることも、またはコネクタピンを受入れるために第２の材料内に凹みを設けるこ
ともできる。第２の材料の第１の端６０は、巻線３０との係合面を形成している
。第２の材料の第１の端６０、第１の材料の端面４６、スリーブの内径、及び第
２の領域１４の外径は協同して、巻線のためのボビンとして役立つ空洞を限定し
ている。

【００１８】 スリーブ４０及び第２の材料の軸方向の長さは、導体ピン５６、５８をセンサ
組立体の第２の端７０から内側へ配置するように選択されていることも理解され
よう。第３の材料、即ちエンドキャップ８０は、スリーブによって限定される残
余の空洞を充填するような軸方向寸法を有している。内面に沿って導体ピンを受
けるようになっており、また組立体の端から外向きに延びている狭められた、ま
たは寸法が縮小した領域８２を含むプラスチックオーバーモールドされた部品を
、電子制御ユニットへ達する配線のハーネスとして役立たせることが好ましい。
図１の実施の形態ではこの延長部は直線状であり、図２の実施の形態では90°の
、即ち直角の肩として示されている。勿論、要望に応じて他の形態を使用するこ
とができる。

【００１９】 第３の材料も、Ｏリングシール９２のようなシール部材を受入れる外部溝９０
を含んでいる。シール部材は、スリーブの内径と、センサ組立体の第２の端７０
に近接する第３の材料の外径との間にシールされた界面を作っている。更に第３
の材料をグリップするために管を半径方向に変形させて円周方向に離間した一連
のクリンプ９４を設け、第３の材料をスリーブに軸方向にロックする、即ち機械
的に接続する。これは、スリーブを形成するために使用されている継ぎ目無し管
の完全性を損なわない簡易な機械的接続である。これにより、センサ組立体の内
部部品は、外部環境から十分にシールされる。

【００２０】 図１と２とを比較すると、第３の材料、即ちエンドキャップ８０を除いて、セ
ンサ組立体の全ての部品が同一であることが分かる。もし必要ならば、更に他の
形態のエンドキャップを使用することができる。一方、従来の、検証済みの車輪
速度センサ技術を使用しながら、遙かに簡易化された構造及び組立て方法が達成
されている。

【００２１】 部品の組立ては、好ましくは以下のように進める。単片磁極／磁束集中器の第
１の領域１２上に磁石を受入れる。好ましくは、磁石を第２の領域１４との段付
きの界面と係合させる。次いで、第１のエンドキャップ３２を磁極／集中器の第
１の領域、及び第２の領域の一部分、並びに永久磁石の上に一体にモールドする
。第２の材料５０を集中器領域１６の上に、及び部分的に第２の領域１４の端上
にモールドする。空洞内に巻線３０を所望数の巻回に巻き、リード５２、５４を
第２の材料を通して引き出し、コネクタピン５６、５８に溶接する。次いで、Ｏ
リング３８をその関連する溝３６内の所定の位置に位置決めし、この組立体また
はカートリッジをスリーブ４０内へ挿入する。スリーブの端に受入れられる第２
のエンドキャップの望ましい形態を選択し、Ｏリング９２を関連する溝内に位置
決めし、コネクタピンを所定位置に取付け、そして番号４２、９４によって表さ
れているように全組立体をクリンプする。

【００２２】 この簡易化されたソケット及び管組立体は、磁極とトーンリングとの間の距離
を注意深く制御するセンサを提供する。この構造は、トーンリングとの間隙を制
限して性能を改善するために、磁極の端１８をハウジングから外向きに延ばすこ
とを可能にする。また、この構造はそれでも比較的頑強であるから、ハウジング
を端２０上へ延長することは不要である。これは、反対端にＯリングシールを設
けたことによって、環境からの保護を何等損なうことなく達成することができる
。磁石も磁極端に近接して配置されており、これもセンサ組立体の性能を改善す
る。個々の部品間の機械的結合はスリーブに穿孔することなく効果的に達成され
るが、これも外部環境に対する組立体のシーリングを提供する。第３の領域１６
によって限定される金属の質量も、信号を集束させ、性能を改善するのに役立つ
。従って、要望に応じて異なるエンドキャップ設計を受入れながらも、公差が精
密であるために総合的な、改善された性能が達成される。

【００２３】 以上に本発明を好ましい実施の形態に関して説明した。本明細書を読み、理解
すれば、多くの変更または代替が考案できよう。本発明は、特許請求の範囲内に
ある限り、このような変更及び代替をも含むことを意図している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 電気コネクタの第１のバリエーションを有する本発明の縦断面図である。

【図２】 電気コネクタの第２のバリエーションを含む図１と実質的に同一の別の好まし
い実施の形態を図である。

【手続補正書】

【提出日】平成１４年９月３日（２００２．９．３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪速度センサにおいて、 中間領域によって相互に接続されている第１及び第２の端を有する単片磁極及
   び磁束集中器と、 前記磁極及び集中器の前記第１の端上にモールドされている第１の材料、及び
   前記磁極及び集中器の前記第２の端上にモールドされている第２の材料と、 前記第１の材料と第２の材料との間の中間領域上に受入れられている巻線と、 前記第１の端と前記中間領域との間の前記磁極上に受入れられ、前記第１の材
   料内に包み込まれている磁石と、 を備えていることを特徴とする車輪速度センサ。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２の材料上に受入れられている中空スリーブ
   を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
3. 【請求項３】 前記スリーブは前記第１及び第２の両端において開放終端で
   あり、それによって前記磁極が前記スリーブの前記第１の端から外向きに延び、
   またコネクタ組立体が前記第２の端内に受入れられていることを特徴とする請求
   項２に記載のセンサ。
4. 【請求項４】 前記スリーブは、前記第１及び第２の材料に機械的に結合さ
   れていることを特徴とする請求項２に記載のセンサ。
5. 【請求項５】 前記スリーブは、前記第１及び第２の材料に機械的にクリン
   プされていることを特徴とする請求項４に記載のセンサ。
6. 【請求項６】 前記スリーブと前記第１の材料との間に挿入されているシー
   ル部材を更に備えていることを特徴とする請求項２に記載のセンサ。
7. 【請求項７】 前記スリーブと前記第２の材料との間に挿入されている第２
   のシール部材を更に備えていることを特徴とする請求項６に記載のセンサ。
8. 【請求項８】 前記単片磁極及び磁束集中器は、第１、第２、及び第３の区
   分を含むことを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
9. 【請求項９】 前記第１、第２、及び第３の区分は、異なる断面寸法である
   ことを特徴とする請求項８に記載のセンサ。
10. 【請求項１０】 前記第１の区分は最小断面寸法を有していて前記第１の端
    に配置されていて前記センサの磁極片として役立ち、前記第２の区分は中間の断
    面寸法を有していて前記巻線のための内部支持体として役立ち、そして前記第３
    の区分は最大の断面寸法を有していて前記磁束集中器として役立っていることを
    特徴とする請求項９に記載のセンサ。
11. 【請求項１１】 車輪速度センサを組立てる方法において、 単片磁極及び磁束集中器を準備するステップと、 前記磁極及び磁束集中器の第１の端上に磁石を取付けるステップと、 前記磁石、及び前記磁極及び磁束集中器の第１の部分上に第１の材料をモール
    ドするステップと、 前記磁石、及び前記磁極及び磁束集中器の第２の部分上に第２の材料をモール
    ドするステップと、 前記磁極及び磁束集中器の前記第１の材料と前記第２の材料との間の周りにワ
    イヤーを巻くステップと、 前記組立体を包み込むステップと、 を含むことを特徴とする方法。
12. 【請求項１２】 前記包み込みステップは、前記第１及び第２の材料を内部
    に受入れるような寸法の中空スリーブを準備するステップを含むことを特徴とす
    る請求項１１に記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記スリーブを、前記第１及び第２の材料に機械的に固定
    するステップを更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記固定ステップは、前記スリーブを前記第１及び第２の
    材料へクリンプするステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 【請求項１５】 第１及び第２の両端において開き、前記第１及び第２の材
    料を内部に受入れるような寸法のスリーブを準備するステップを更に含むことを
    特徴とする請求項１２に記載の方法。
16. 【請求項１６】 前記スリーブと、前記第１及び第２の材料との間をシール
    するステップを更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 【請求項１７】 前記スリーブの前記第２の端内に電気コネクタを挿入する
    ステップを更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 【請求項１８】 前記ワイヤーを、前記コネクタに電気的に接続するステッ
    プを更に含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。