JP2005055434A - シャフト及びハブの速度を検出する装置のパルス発生器 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単かつ経済的に製造することができ、さらに使用中に改善された信号を発生することができるパルス発生器を提供する。
【解決手段】 本発明のパルス発生器は、金属からなる支持体及び、この支持体の少なくとも１つの外面に取り付けられている磁化可能なエラストマー材料からなる機能表面を備えたシャフト又はハブの速度を検出する装置のパルス発生器であって、支持体が中実の金属コアからなることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明はパルス発生器に関する。より詳細には、本発明は、金属からなる支持体及び、この支持体の少なくとも１つの外面に取り付けられ、磁化可能なエラストマーからなる材料より形成されている機能表面を備えた、シャフト又はハブ等の速度を検出する装置において使用されるパルス発生器に関する。

速度検出システムにおける受動センサ又は能動センサ用のパルス発生器として金属ホイールを使用することが公知である。金属ホイールには、極数に対応する断続箇所が設けられている。

さらに磁化されたエラストマー材料によって外周部が取り囲まれている金属材料製の支持リングからなるエンコーダ要素が公知である（例えば特許文献１及び２参照）。この場合、支持体は、内側になっている部分がシャフトと接続している深絞りされたシート状の金属から形成されている。

金属支持体が、その内側に磁化されていないエラストマー材料からなる被覆を有し、この被覆によって回転しないように回転シャフトに固定されているエンコーダもまた公知である。従ってこのデコーダには互いに異なる材料が存在し、このことによって、製造にかかるコストが高くなる。深絞りされたシート状の金属から形成されている支持体が、いくつかの適用分野において、余りに低い剛性しか有さず、過大な製造公差を示す場合があり、これは欠点として挙げられる。低い剛性及び大きな製造公差によって、理想的には正弦カーブを示す検出信号が歪められてしまう。

永久に磁化可能な粒子及び熱可塑性の接着剤からなり、かつシャフトに直接塗布されている中空の磁性体もまた公知である（例えば特許文献３参照）。しかしながら、この磁性体を確実な取付状態でシャフトに固定することは困難である。
独国特許出願公開第10024026号明細書 欧州特許第0726468号明細書 独国特許出願公開第19823640号明細書

本発明は、簡単かつ経済的に製造することができ、さらに使用中に改善された信号を発生するエンコーダの提供を課題とする。このエンコーダは、幅広い温度範囲にわたって使用可能でなければならず、また遠心力による負荷の影響を受けてはならない。またシャフトに容易に取り付け可能であることを目標とする。

上記課題は、冒頭に記載の種類のパルス発生器において、本発明によれば、支持体が中空ではない中実の金属コア又は金属リングから形成されることによって解決される。上記課題は、金属からなる支持体及び、この支持体の少なくとも１つの外面に取り付けられている磁化可能なエラストマー材料からなる機能表面を備えたシャフト又はハブの速度を検出する装置のパルス発生器であって、支持体が中実の金属コアからなるパルス発生器によって解決される。本発明による金属コア（金属リング）は、種々の方法で製造することができ、例えば金属コアを鍛造品として製造することも可能である。管を切断し、相応する金属リング片を分離することによって、金属コア又は金属リングを製造することが特に有利である。

金属リング又は金属コアは、実質上、長方形の断面を有する。その場合、断面において、金属コアの軸方向の長さが、金属コアの半径方向の厚みと同じか又はそれより大きいことが好ましい。断面において、金属コア（金属リング）の半径方向の厚みに対する軸方向の長さの比が最大２である実施態様が有利である。

金属コア（金属リング）の外側面がハブの内側面に直接当接するように、金属コアをハブ内に挿入することも、あるいは金属コアの内側面がシャフトに直接当接するように、金属コアをシャフトに取り付けることもできる。しかしながら、金属コアがその外側面又は内側面にエラストマーからなる接続層又は付着層を備え、この接続層を介してハブ又はシャフトに取り付けられることが好ましい。この構成において、接続層に軸方向に延伸する波形部が設けられ、それによって支持体との取り付けが有利に実施可能となる。

磁化可能なエラストマーを金属コア（金属リング）に取り付けた後、次の製造工程において、エラストマーの磁化が行われる。この場合、磁化は、金属コアに達するまで実施される。半径方向において、金属コアまでのエラストマーからなる層の部分が磁化される。磁化は、公知の方法により、磁極対の数に応じて実施される。エラストマーからなる被覆の、金属コアよりも半径方向内側の部分の領域は、シャフトに対するエンコーダの取付にのみ使用されるので、磁化されない。エラストマーからなる接続層（付着層）によって、エンコーダの作動条件位置に、エンコーダを確実に取り付けることが可能になる。この場合、製造条件による公差もまた接続層の波形部によって補償することが可能となる。ここでは、シャフトへのエンコーダの取り付けに関する実施が、同様にハブ内へエンコーダを挿入して取り付ける場合にも有効であることを述べておく。この実施態様の場合には、エラストマーからなる磁化されていない接続層又は付着層が金属コアの半径方向外側に設けられており、他方、エラストマーの磁化可能な層が金属コアの半径方向内側に存在している。

しかしながら、本発明のエンコーダの有利な実施態様は、金属コアが磁化可能なエラストマーによって完全に取り囲まれている場合に達成される。この場合、磁化可能なフェライトの粒子の十分な量を有するが、しかしな同様にシャフト上への又はハブ内への金属コアの取り付けにも適する程度に依然として弾性を有するエラストマーが使用される。金属コアの比較的小さな部分的領域がエラストマーからなる材料によって被覆されず、被覆する際に工具によって金属コアの位置決めに使用されることがあるが、そのようなエラストマーからなる材料によって被覆されない小さな部分的領域がある場合にも、本願では完全な被覆と呼ぶことは自明のことである。

本発明によるエンコーダは著しく良好な回転特性を示し、その結果、センサによって著しく均一な信号が検出される。

本発明のパルス発生器は、金属からなる支持体及び、この支持体の少なくとも１つの外面に取り付けられている磁化可能なエラストマー材料からなる機能表面を備えたシャフト又はハブの速度を検出する装置のパルス発生器であって、支持体が中実の金属コアからなることを特徴とする。本発明のパルス発生器は、簡単かつ経済的に製造することができ、さらに使用中に改善された信号を発生することができる。加えて、幅広い温度範囲にわたって使用可能であり、また遠心力による負荷の影響を受けることがない。また本発明のパルス発生器は、シャフト又はハブに容易に取り付け可能である。

次に本発明を図面に示す複数の実施例に基づき詳説する。

図１にパルス発生器１の断面図を示す。このパルス発生器１は、中空ではない中実の長方形の断面を有する金属リング又は金属コア２からなり、エラストマー層３によって周囲を完全に被覆されている。金属コア２の軸方向の長さＬは、半径方向の厚みＤよりも大きい。厚みＤに対する長さＬの比は、そのパルス発生器が適用される用途に応じて設定され、かつその比の最大は２である。示す実施例の場合には、金属コア２は磁化可能なエラストマー層で完全に被覆されている。この場合、金属コア２の外側面４上のエラストマー層６は、金属コア２の内側面５の内側にあるエラストマー層７よりも厚くなるように構成されている。外側のエラストマー層６は、所望の磁極対が得られるように相応に磁化されている。内側のエラストマー層７は、波形部９を備えた接続層又は付着層として形成されている。波形部９を備えているこの接続層又は内側のエラストマー層７は、詳しくは示さないシャフトにパルス発生器１を取り付けるのに使用される。パルス発生器１は、接続層７を介してシャフトに取り付けられる。防食が所望される場合又は、電動機に使用され、絶縁効果が必要とされる場合には、金属コアの軸方向の端面10及び11が同様にエラストマー層で被覆されていることが有利である。

図２に代替的なパルス発生器１の実施例を示す。この実施例は、図１に示す実施例と大部分一致しているが、図２のパルス発生器はハブ内に適用可能であるように構成されている点で、図１のパルス発生器と相違する。したがって金属コア２の外側面４上の外側のエラストマー層６に波形部９が設けられ、他方、金属コア２の内側面５にある内側のエラストマー層７は磁化された層８を有する。この構成によって、信号受信のためのセンサをパルス発生器１の内側に収納することができる。

図３に示す実施例の場合には、パルス発生器１が接続層７を金属コア２の内側面５に備えている。この場合、接続層７は、シャフトへパルス発生器を取り付けるための波形部９を有する。この実施例では、磁化されたエラストマー層８が金属コア２の軸方向の一方の端面10に設けられている。

外側面が磁化されているパルス発生器の上半分の断面を示す図である。 軸方向の面が磁化されているパルス発生器の断面を示す図である。 内側面が磁化されているパルス発生器の断面を示す図である。

符号の説明

１ パルス発生器
２ 金属コア
３ エラストマー層
４ 外側面
５ 内側面
６ 外側のエラストマー層
７ 内側のエラストマー層
８ 磁化された層
９ 波形部
１０ 軸方向の端面
１１ 軸方向の端面

Claims (8)

1. 金属からなる支持体及び、この支持体の少なくとも１つの外面に取り付けられ、磁化可能なエラストマー材料からなる機能表面を備えたシャフト又はハブの速度を検出する装置のパルス発生器であって、
   前記支持体が中実の金属コア（２）からなることを特徴とするパルス発生器。
2. 前記金属コア（２）が実質上長方形の断面を有する請求項１に記載のパルス発生器。
3. 断面において、前記金属コア（２）の軸方向の長さ（Ｌ）が当該金属コア（２）の半径方向の厚み（Ｄ）と同じであるか又は、前記金属コア（２）の軸方向の長さ（Ｌ）が当該金属コア（２）の半径方向の厚み（Ｄ）より大きい請求項１又は２に記載のパルス発生器。
4. 断面において、前記半径方向の厚み（Ｄ）に対する前記軸方向の長さ（Ｌ）の比が最大２である請求項３に記載のパルス発生器。
5. 前記金属コア（２）が、ハブ内に挿入されて、前記金属コア（２）の外側面（４）で直接ハブに取り付けられているか、あるいは前記金属コア（２）の内側面（５）で直接シャフトに取り付けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載のパルス発生器。
6. 前記金属コア（２）が、前記パルス発生器（１）を取り付けるのに使用されるエラストマーからなる接続層（７）を、外側面（４）又は内側面（５）に備えている請求項１〜４のいずれか１項に記載のパルス発生器。
7. 前記接続層（７）が軸方向に延伸している波形部（９）を有する請求項６に記載のパルス発生器。
8. 前記金属コア（２）が磁化可能なエラストマーによって完全に被覆されている請求項１〜７のいずれか１項に記載のパルス発生器。

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