JP3205840B2 - 環状回転速度センサアセンブリ - Google Patents
環状回転速度センサアセンブリInfo
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/443—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed mounted in bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H48/00—Differential gearings
- F16H48/38—Constructional details
- F16H48/42—Constructional details characterised by features of the input shafts, e.g. mounting of drive gears thereon
- F16H2048/423—Constructional details characterised by features of the input shafts, e.g. mounting of drive gears thereon characterised by bearing arrangement
- F16H2048/426—Constructional details characterised by features of the input shafts, e.g. mounting of drive gears thereon characterised by bearing arrangement characterised by spigot bearing arrangement, e.g. bearing for supporting the free end of the drive shaft pinion
-
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- F16H48/06—Differential gearings with gears having orbital motion
- F16H48/08—Differential gearings with gears having orbital motion comprising bevel gears
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Retarders (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転速度を測定しよう
とする回転部材、例えば軸を受け入れる中央開口部を有
する固定の金属（磁気）部材、例えば駆動軸の作動軸受
アジャスタに取り付けられる車軸内回転速度センサアセ
ンブリに関するものである。
とする回転部材、例えば軸を受け入れる中央開口部を有
する固定の金属（磁気）部材、例えば駆動軸の作動軸受
アジャスタに取り付けられる車軸内回転速度センサアセ
ンブリに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的に車輪速度を表す制御入力信号を
コントローラ、例えばマイクロプロセッサをベースにし
た電子制御装置（ＥＣＵ）へ送るために回転速度センサ
を用いた自動化車両装置、例えばブレーキ制御装置、ア
ンチロックブレーキ装置（ＡＢＳ）、牽引制御装置、差
動ロックアップ装置等は従来より公知である。それらの
装置及び／またはセンサの例が、米国再発行特許第30,5
22号、米国特許第3,961,215 号、第3,929,382 号、第3,
556,610 号、第3,604,760 号、第4,585,280 号、第4,36
1,060 号、第3,768,840 号、第4,818,035 号及び第4,86
3,221 号明細書に記載されており、これらすべての開示
内容は参考として本説明に含まれる。
コントローラ、例えばマイクロプロセッサをベースにし
た電子制御装置（ＥＣＵ）へ送るために回転速度センサ
を用いた自動化車両装置、例えばブレーキ制御装置、ア
ンチロックブレーキ装置（ＡＢＳ）、牽引制御装置、差
動ロックアップ装置等は従来より公知である。それらの
装置及び／またはセンサの例が、米国再発行特許第30,5
22号、米国特許第3,961,215 号、第3,929,382 号、第3,
556,610 号、第3,604,760 号、第4,585,280 号、第4,36
1,060 号、第3,768,840 号、第4,818,035 号及び第4,86
3,221 号明細書に記載されており、これらすべての開示
内容は参考として本説明に含まれる。
【０００３】一般的に、このような回転速度センサアセ
ンブリは本来的に電磁装置であって、ロータ歯またはロ
ータ歯間の隙間が回転してセンサを通過する時にそれぞ
れ磁束路を完成または遮断することによって、ロータの
回転速度を表すデジタルまたはアナログ信号を発生する
ようになっている。
ンブリは本来的に電磁装置であって、ロータ歯またはロ
ータ歯間の隙間が回転してセンサを通過する時にそれぞ
れ磁束路を完成または遮断することによって、ロータの
回転速度を表すデジタルまたはアナログ信号を発生する
ようになっている。
【０００４】車輪速度センサアセンブリを車軸内に配置
してこれを保護することも公知であって、例えば米国特
許第3,769,533 号、第4,724,935 号、第4,836,616 号、
第4,862,025 号及び第4,862,028 号明細書に記載されて
おり、これらすべての開示内容は参考として本説明に含
まれる。
してこれを保護することも公知であって、例えば米国特
許第3,769,533 号、第4,724,935 号、第4,836,616 号、
第4,862,025 号及び第4,862,028 号明細書に記載されて
おり、これらすべての開示内容は参考として本説明に含
まれる。
【０００５】回転する歯付きロータを包囲するように環
状歯付きステータ／センサを設けるかその逆にした環状
回転速度センサアセンブリを用いることは公知である。
環状速度センサアセンブリは、信号対雑音比が比較的高
く、ロータ及びステータ間の振れ誤差を自動補正でき、
調整がほとんどまたはまったく必要ないことから、状況
によっては一点または多点形センサアセンブリよりも好
ましい。車輪端部及び／または車軸内環状速度センサア
センブリの例が、米国特許第4,870,911 号、第4,027,75
3 号及び第4,689,557 号明細書に記載されており、これ
らの開示内容は参考として本説明に含まれる。
状歯付きステータ／センサを設けるかその逆にした環状
回転速度センサアセンブリを用いることは公知である。
環状速度センサアセンブリは、信号対雑音比が比較的高
く、ロータ及びステータ間の振れ誤差を自動補正でき、
調整がほとんどまたはまったく必要ないことから、状況
によっては一点または多点形センサアセンブリよりも好
ましい。車輪端部及び／または車軸内環状速度センサア
センブリの例が、米国特許第4,870,911 号、第4,027,75
3 号及び第4,689,557 号明細書に記載されており、これ
らの開示内容は参考として本説明に含まれる。
【０００６】従来形車軸内速度センサ、特に駆動車軸に
用いられる構造のものは、環状ではなくポイント形の速
度センサアセンブリであり、両駆動車軸の速度を直接的
に監視するのに適しておらず、車軸車輪端部またはその
付近に配置されるため車軸駆動ギヤ付近の比較的よく保
護された中央位置にないことから、十分に満足できるも
のではなかった。
用いられる構造のものは、環状ではなくポイント形の速
度センサアセンブリであり、両駆動車軸の速度を直接的
に監視するのに適しておらず、車軸車輪端部またはその
付近に配置されるため車軸駆動ギヤ付近の比較的よく保
護された中央位置にないことから、十分に満足できるも
のではなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような事情に鑑み
て本発明は、従来技術の欠点を最小限に抑えるため、駆
動車軸(10)のハウジング内の比較的使用し易くかつ保護
された空間内で駆動車軸に直接的に取付け可能な環状回
転速度センサアセンブリを提供することを目的としてい
る。
て本発明は、従来技術の欠点を最小限に抑えるため、駆
動車軸(10)のハウジング内の比較的使用し易くかつ保護
された空間内で駆動車軸に直接的に取付け可能な環状回
転速度センサアセンブリを提供することを目的としてい
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における環状回転速度センサアセンブリは、
固定された強磁性部材(36)の内孔(36B) に挿通された軸
(18、20) の回転速度を感知し、前記強磁性部材が前記内
孔を取り囲むとともに前記軸の回転軸線(24)に対してほ
ぼ垂直となる略平坦な面(36C) を定めている、環状回転
速度センサアセンブリ(52)であって、該アセンブリが、
前記軸に共転可能に取付けられ、前記平坦な面に平行で
かつこれに当接可能なほぼ平坦な表面(76)を形成し、第
１環状列の歯(82)が半径方向に延出している強磁性ロー
タ(54)と、前記強磁性部材(36)に取付け可能で、前記第
１環状列の歯と軸方向に整合した位置に第２環状列の歯
(100) を備え、前記第２環状列の歯は前記第１環状列の
歯に向かって半径方向に延出してその間に最小平均エア
ギャップ(102) を形成し、前記列状の歯の軸方向に整合
した部分は前記表面から少なくとも所定の軸方向間隔(1
12) だけ離した強磁性ステータ(60)と、軸方向において
前記ステータと前記平坦な面との間に設けられ、前記最
小平均エアギャップよりもかなり大きい半径方向距離(1
16) だけ前記ロータから半径方向に間隔をおいてこれを
包囲する略環状磁石(56)と、軸方向において前記面と前
記列状の歯(82、100)との間に、また半径方向において前
記略環状磁石と前記強磁性ロータとの間に設けられてい
る環状コイル部材(58)と、前記強磁性部材に取付け可能
な非磁性体でかつ導電材料からなるカバー部材(62)とを
有しており、前記ステータ及び前記コイル部材は前記カ
バー部材と共にサブアセンブリを形成し、さらに、前記
コイルの周囲に環状磁束路(108) が形成され、該磁束路
が前記面(36C) 及び前記表面(76)の接合面を横切り、前
記第１列の歯から前記第２列の歯に向かって前記エアギ
ャップを横切り、前記ステータから前記磁石へ、さらに
前記磁石からは前記面及び前記表面の接合面から半径方
向に離れた接合面で前記面へ進み、前記強磁性部材を通
って前記面及び前記表面の接合面に達することを特徴と
する。
に、本発明における環状回転速度センサアセンブリは、
固定された強磁性部材(36)の内孔(36B) に挿通された軸
(18、20) の回転速度を感知し、前記強磁性部材が前記内
孔を取り囲むとともに前記軸の回転軸線(24)に対してほ
ぼ垂直となる略平坦な面(36C) を定めている、環状回転
速度センサアセンブリ(52)であって、該アセンブリが、
前記軸に共転可能に取付けられ、前記平坦な面に平行で
かつこれに当接可能なほぼ平坦な表面(76)を形成し、第
１環状列の歯(82)が半径方向に延出している強磁性ロー
タ(54)と、前記強磁性部材(36)に取付け可能で、前記第
１環状列の歯と軸方向に整合した位置に第２環状列の歯
(100) を備え、前記第２環状列の歯は前記第１環状列の
歯に向かって半径方向に延出してその間に最小平均エア
ギャップ(102) を形成し、前記列状の歯の軸方向に整合
した部分は前記表面から少なくとも所定の軸方向間隔(1
12) だけ離した強磁性ステータ(60)と、軸方向において
前記ステータと前記平坦な面との間に設けられ、前記最
小平均エアギャップよりもかなり大きい半径方向距離(1
16) だけ前記ロータから半径方向に間隔をおいてこれを
包囲する略環状磁石(56)と、軸方向において前記面と前
記列状の歯(82、100)との間に、また半径方向において前
記略環状磁石と前記強磁性ロータとの間に設けられてい
る環状コイル部材(58)と、前記強磁性部材に取付け可能
な非磁性体でかつ導電材料からなるカバー部材(62)とを
有しており、前記ステータ及び前記コイル部材は前記カ
バー部材と共にサブアセンブリを形成し、さらに、前記
コイルの周囲に環状磁束路(108) が形成され、該磁束路
が前記面(36C) 及び前記表面(76)の接合面を横切り、前
記第１列の歯から前記第２列の歯に向かって前記エアギ
ャップを横切り、前記ステータから前記磁石へ、さらに
前記磁石からは前記面及び前記表面の接合面から半径方
向に離れた接合面で前記面へ進み、前記強磁性部材を通
って前記面及び前記表面の接合面に達することを特徴と
する。
【０００９】
【作用】環状回転速度センサアセンブリを用いることに
より、信号対雑音比が比較的高く、ロータ及びステータ
間の振れ誤差を自動補正でき、調整をほとんど不要にす
る。また、強磁性体のアジャスタを利用して磁束路の一
部分を形成しており、列状のロータ歯及びステータ歯間
のエアギャップとアジャスタとの間に大きい軸方向間隔
が維持される。また、大容積の磁石及び効果的な磁気回
路を使用できるために大きい出力が得られることから、
ロータを小径にすること、ギャップを大きくすること、
ワイヤの巻き数を少なくすること及び／または安い磁石
を使用することが可能となる。
より、信号対雑音比が比較的高く、ロータ及びステータ
間の振れ誤差を自動補正でき、調整をほとんど不要にす
る。また、強磁性体のアジャスタを利用して磁束路の一
部分を形成しており、列状のロータ歯及びステータ歯間
のエアギャップとアジャスタとの間に大きい軸方向間隔
が維持される。また、大容積の磁石及び効果的な磁気回
路を使用できるために大きい出力が得られることから、
ロータを小径にすること、ギャップを大きくすること、
ワイヤの巻き数を少なくすること及び／または安い磁石
を使用することが可能となる。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
なお以下の説明において、一定の用語を便宜的に用いた
が、それらは本発明を制限するものではない。「上
方」、「下方」、「右方向」及び「左方向」の表現は、
参照している図面での方向を示している。「内側」及び
「外側」の表現は、駆動車軸を車両に通常通りに取り付
けた時の駆動車軸の構造中心に向かう方向及びそれから
離れる方向を示している。「内向き」及び「外向き」の
表現は、それぞれ装置及びそれの指定部品の構造中心に
向かう方向及びそれから離れる方向を示している。上記
の定義は、上記の用語、それの派生語及び類義語にも当
てはまる。
なお以下の説明において、一定の用語を便宜的に用いた
が、それらは本発明を制限するものではない。「上
方」、「下方」、「右方向」及び「左方向」の表現は、
参照している図面での方向を示している。「内側」及び
「外側」の表現は、駆動車軸を車両に通常通りに取り付
けた時の駆動車軸の構造中心に向かう方向及びそれから
離れる方向を示している。「内向き」及び「外向き」の
表現は、それぞれ装置及びそれの指定部品の構造中心に
向かう方向及びそれから離れる方向を示している。上記
の定義は、上記の用語、それの派生語及び類義語にも当
てはまる。
【００１１】リングギヤ／ピニオンを直角のギヤ組で用
いた重量型駆動車軸は従来より公知である。図１には、
ピニオン１２とリングギア１４とを噛み合わせたギヤ組
１１を用いた一段減速駆動車軸の典型的な差動ヘッドア
センブリ１０が示されている。差動アセンブリ１６が、
２つの車軸１８，２０を駆動できるようにリングギヤに
固定されている。車軸１８，２０は、従来技術で公知の
ようにそれぞれ左右の駆動輪（図示せず）を駆動する。
ピニオン１２の回転軸線２２はリングギヤ１４の回転軸
線２４にほぼ垂直であり、また、差動装置１６及び駆動
車軸１８，２０ともほぼ垂直である。この形式及び２速
遊星二段減速形の重量型駆動車軸は従来より公知であ
る。
いた重量型駆動車軸は従来より公知である。図１には、
ピニオン１２とリングギア１４とを噛み合わせたギヤ組
１１を用いた一段減速駆動車軸の典型的な差動ヘッドア
センブリ１０が示されている。差動アセンブリ１６が、
２つの車軸１８，２０を駆動できるようにリングギヤに
固定されている。車軸１８，２０は、従来技術で公知の
ようにそれぞれ左右の駆動輪（図示せず）を駆動する。
ピニオン１２の回転軸線２２はリングギヤ１４の回転軸
線２４にほぼ垂直であり、また、差動装置１６及び駆動
車軸１８，２０ともほぼ垂直である。この形式及び２速
遊星二段減速形の重量型駆動車軸は従来より公知であ
る。
【００１２】駆動車軸アセンブリ１０には、差動ヘッド
部分２８を備えた車軸ハウジング２６も設けられてい
る。リングギヤ１４はボルト及びナットアセンブリ３２
によってデフケース３０と共転可能に取り付けられてい
る。デフケース３０はテーパ軸受３４によってハウジン
グ部分２６内に回転可能に支持されており、テーパ軸受
３４は、軸受アジャスタロック部材３８と図示しないボ
ルトとによって所定位置に維持される軸受アジャスタ３
６（強磁性部材）によって調節可能に位置決めされる。
軸受アジャスタ３６は、外周から部分的に半径方向内向
きに伸びて外側に突出した突起３６Ａと、この突起に囲
まれた内側に形成された座ぐり穴（内孔）３６Ｂを備え
て、駆動車軸の回転軸線２４に対してほぼ垂直となる略
平坦な外側表面３６Ｃを形成している。
部分２８を備えた車軸ハウジング２６も設けられてい
る。リングギヤ１４はボルト及びナットアセンブリ３２
によってデフケース３０と共転可能に取り付けられてい
る。デフケース３０はテーパ軸受３４によってハウジン
グ部分２６内に回転可能に支持されており、テーパ軸受
３４は、軸受アジャスタロック部材３８と図示しないボ
ルトとによって所定位置に維持される軸受アジャスタ３
６（強磁性部材）によって調節可能に位置決めされる。
軸受アジャスタ３６は、外周から部分的に半径方向内向
きに伸びて外側に突出した突起３６Ａと、この突起に囲
まれた内側に形成された座ぐり穴（内孔）３６Ｂを備え
て、駆動車軸の回転軸線２４に対してほぼ垂直となる略
平坦な外側表面３６Ｃを形成している。
【００１３】デフケース３０は差動スパイダ部材４２を
支持しており、これらは差動ピニオン４４に回転可能に
はめ込まれている。差動ピニオンはそれぞれ右側及び左
側のサイドギヤ４６，４８と常に噛み合っており、これ
らのサイドギヤは公知のスプライン結合によって駆動軸
２０，１８と回転可能に係合している。駆動車軸の内側
端部とサイドギアのハブ部分との間がスプライン結合に
なっているため、車軸はハウジングのアーム部分および
軸受アジャスタの中央開口すなわち内孔３６Ｂに挿通す
ることによって駆動車軸ギヤに対して係脱させることが
できる。
支持しており、これらは差動ピニオン４４に回転可能に
はめ込まれている。差動ピニオンはそれぞれ右側及び左
側のサイドギヤ４６，４８と常に噛み合っており、これ
らのサイドギヤは公知のスプライン結合によって駆動軸
２０，１８と回転可能に係合している。駆動車軸の内側
端部とサイドギアのハブ部分との間がスプライン結合に
なっているため、車軸はハウジングのアーム部分および
軸受アジャスタの中央開口すなわち内孔３６Ｂに挿通す
ることによって駆動車軸ギヤに対して係脱させることが
できる。
【００１４】図１からわかるように、車軸ハウジング２
６内において軸受アジャスタ３６のわずかに外側でそれ
に隣接している部分は比較的良好に保護された空間であ
り、車軸内車輪速度センサを収容するのに特に適してい
る。
６内において軸受アジャスタ３６のわずかに外側でそれ
に隣接している部分は比較的良好に保護された空間であ
り、車軸内車輪速度センサを収容するのに特に適してい
る。
【００１５】図２、３、４、９及び図１１に示されてい
る本発明の環状車軸内車輪速度センサアセンブリ５２
は、軸受アジャスタ３６の一方、好ましくは両方の外側
面に、従って車軸ハウジング内の空間５０内に取り付け
られる。速度センサアセンブリ５２は、軸受アジャスタ
３６の外側表面に突起３６Ａによって形成された座ぐり
穴内にはめ込まれてそれによって位置決めされる。
る本発明の環状車軸内車輪速度センサアセンブリ５２
は、軸受アジャスタ３６の一方、好ましくは両方の外側
面に、従って車軸ハウジング内の空間５０内に取り付け
られる。速度センサアセンブリ５２は、軸受アジャスタ
３６の外側表面に突起３６Ａによって形成された座ぐり
穴内にはめ込まれてそれによって位置決めされる。
【００１６】車両用ＡＢＳ及び自動駆動列装置は公知で
あって、例えば上記米国特許第3,920,284 号、第3,929,
382 号、第4,168,866 号、第4,478,840 号、4,818,035
号、第4,863,212 号,4,361,060号、第4,527,447 号、第
4,643,048 号及び第4,860,861 号明細書に記載されてい
る。一般的にマイクロプロセッサをベースにした中央処
理装置である制御装置に入力信号を送る速度センサアセ
ンブリは従来より公知であって、例えば上記米国再発行
特許第30,522号、米国特許第3,961,215 号、第4,862,02
5 号、第4,862,028 号及び第4,893,075 号明細書に記載
されている。
あって、例えば上記米国特許第3,920,284 号、第3,929,
382 号、第4,168,866 号、第4,478,840 号、4,818,035
号、第4,863,212 号,4,361,060号、第4,527,447 号、第
4,643,048 号及び第4,860,861 号明細書に記載されてい
る。一般的にマイクロプロセッサをベースにした中央処
理装置である制御装置に入力信号を送る速度センサアセ
ンブリは従来より公知であって、例えば上記米国再発行
特許第30,522号、米国特許第3,961,215 号、第4,862,02
5 号、第4,862,028 号及び第4,893,075 号明細書に記載
されている。
【００１７】一般的に、そのような速度センサアセンブ
リには、磁石と、コイルと、測定対象の軸に共転可能に
なるようにキー結合された歯付きの強磁性ロータと、車
両部材に対して回転しないように固定されたステータま
たはセンサ部材とが設けられている。ロータの歯及び歯
の間の隙間が回転してステータまたはセンサを通過する
ことによって、磁束路が完成または遮断される結果、コ
イルに誘導される電流の増減のパルスが発生し、その誘
導電流の周波数及び／または電圧がロータ及びそれと共
転する部材の回転速度を表す。もちろん、ロータ歯は波
形、穿孔等に置き換えることもできる。
リには、磁石と、コイルと、測定対象の軸に共転可能に
なるようにキー結合された歯付きの強磁性ロータと、車
両部材に対して回転しないように固定されたステータま
たはセンサ部材とが設けられている。ロータの歯及び歯
の間の隙間が回転してステータまたはセンサを通過する
ことによって、磁束路が完成または遮断される結果、コ
イルに誘導される電流の増減のパルスが発生し、その誘
導電流の周波数及び／または電圧がロータ及びそれと共
転する部材の回転速度を表す。もちろん、ロータ歯は波
形、穿孔等に置き換えることもできる。
【００１８】本発明の環状速度センサアセンブリ５２
は、強磁性のロータ部材５４と、ほぼ環状永久磁石５６
と、環状コイル部材アセンブリ５８と、環状強磁性ステ
ータ部材６０と、ステンレス鋼または黄銅等の比較的非
磁性体である導電材料からなる環状カバー部材６２とを
備えている。複数のボルトまたは小ねじ６４をカバー部
材６２のねじ穴６６にはめ込み、軸受アジャスタ３６の
めねじ付きの穴６８にねじ込むことによって、速度セン
サアセンブリ５２を軸受アジャスタ３６の外側面に軸方
向及び回転方向に取付ける。カバー部材６２には、外径
表面７２を備えた軸方向に延出する壁７０が設けられて
おり、その外径は、軸受アジャスタ３６の外向きの表面
に突起部材３６Ａによって形成された座ぐり穴の内径７
４よりもわずかに小さくなっており、これによってアセ
ンブリ５２が駆動車軸アセンブリに対して半径方向に正
確に位置決めされる。
は、強磁性のロータ部材５４と、ほぼ環状永久磁石５６
と、環状コイル部材アセンブリ５８と、環状強磁性ステ
ータ部材６０と、ステンレス鋼または黄銅等の比較的非
磁性体である導電材料からなる環状カバー部材６２とを
備えている。複数のボルトまたは小ねじ６４をカバー部
材６２のねじ穴６６にはめ込み、軸受アジャスタ３６の
めねじ付きの穴６８にねじ込むことによって、速度セン
サアセンブリ５２を軸受アジャスタ３６の外側面に軸方
向及び回転方向に取付ける。カバー部材６２には、外径
表面７２を備えた軸方向に延出する壁７０が設けられて
おり、その外径は、軸受アジャスタ３６の外向きの表面
に突起部材３６Ａによって形成された座ぐり穴の内径７
４よりもわずかに小さくなっており、これによってアセ
ンブリ５２が駆動車軸アセンブリに対して半径方向に正
確に位置決めされる。
【００１９】ボルトまたは小ねじ６４は非磁性材製にす
ること及び／または非磁性スペーサまたはスリーブを併
用することが好ましい。
ること及び／または非磁性スペーサまたはスリーブを併
用することが好ましい。
【００２０】強磁性ロータ５４は、軸受アジャスタ３６
の外側表面３６Ｃに密接する内側表面７６と、内側部分
７８，外側部分８０，内側及び外側部分の間で半径方向
外向きに延出した列状の歯８２を備えて軸方向に延在す
る外径表面とを備えている。半径方向外向きに延出した
歯８２によって形成された外向きの当接表面８４が、カ
バー部材６２の半径方向内向きに延びる壁部分８６と協
働して、ロータ部材５４を軸方向に位置決めしている。
ロータ５４の外側端部は、速度センサアセンブリ５２の
他の部材よりも軸方向外向きに延びて、半径方向及び軸
方向内向きに傾斜したパイロット表面８８を形成してお
り、このパイロット表面８８は軸方向内向きで半径方向
下向きに延出した位置で内側スプライン９０になってお
り、これは修正した車軸に設けられる外側スプラインま
たは突起（図１１の１８Ａを参照）と協働して、ロータ
５４が車軸と共転できるようにするものである。ロータ
５４の軸方向外向き延出部分及びパイロットすなわちテ
ーパ表面８８は共に、車軸を差動サイドギヤに組み付け
る時に速度センサアセンブリ５２を車軸の端部から保護
し（図１０を参照）、またそのように組付け易くするた
めに車軸の端部を案内する。
の外側表面３６Ｃに密接する内側表面７６と、内側部分
７８，外側部分８０，内側及び外側部分の間で半径方向
外向きに延出した列状の歯８２を備えて軸方向に延在す
る外径表面とを備えている。半径方向外向きに延出した
歯８２によって形成された外向きの当接表面８４が、カ
バー部材６２の半径方向内向きに延びる壁部分８６と協
働して、ロータ部材５４を軸方向に位置決めしている。
ロータ５４の外側端部は、速度センサアセンブリ５２の
他の部材よりも軸方向外向きに延びて、半径方向及び軸
方向内向きに傾斜したパイロット表面８８を形成してお
り、このパイロット表面８８は軸方向内向きで半径方向
下向きに延出した位置で内側スプライン９０になってお
り、これは修正した車軸に設けられる外側スプラインま
たは突起（図１１の１８Ａを参照）と協働して、ロータ
５４が車軸と共転できるようにするものである。ロータ
５４の軸方向外向き延出部分及びパイロットすなわちテ
ーパ表面８８は共に、車軸を差動サイドギヤに組み付け
る時に速度センサアセンブリ５２を車軸の端部から保護
し（図１０を参照）、またそのように組付け易くするた
めに車軸の端部を案内する。
【００２１】環状コイル部材アセンブリ５８がロータの
内側外径表面７８の周囲にはめ付けられている。コイル
アセンブリ５８には、コイル巻線５８Ｂを支持する非磁
性ボビン部材５８Ａが設けられている。センサの信頼性
を高めるため、好ましくはコイルは銅、ニッケル、銅メ
ッキまたは他の特殊な合金のコイルワイヤを巻付けて形
成し、コイルの外層は大きいゲージのワイヤにしてもよ
い。本形式のコイルには、１インチ当たり1,600 〜2,50
0 巻きが一般的である。
内側外径表面７８の周囲にはめ付けられている。コイル
アセンブリ５８には、コイル巻線５８Ｂを支持する非磁
性ボビン部材５８Ａが設けられている。センサの信頼性
を高めるため、好ましくはコイルは銅、ニッケル、銅メ
ッキまたは他の特殊な合金のコイルワイヤを巻付けて形
成し、コイルの外層は大きいゲージのワイヤにしてもよ
い。本形式のコイルには、１インチ当たり1,600 〜2,50
0 巻きが一般的である。
【００２２】１対の端子コネクタ９２，９４が、センサ
出力信号を送信できるようにコイル部材の巻線に接続し
ている。端子コネクタ９２，９４は、好ましくはブレー
ド形コネクタに電気接続できるように２つの開口９５
Ａ，９５Ｂを設けた単一の端子ブロック部材９５内に収
容する。端子ブロックは、ボビン５８Ａに設けられた１
対のタブ５８Ｃの間にはめ付けられる（図１３及び１４
を参照）。
出力信号を送信できるようにコイル部材の巻線に接続し
ている。端子コネクタ９２，９４は、好ましくはブレー
ド形コネクタに電気接続できるように２つの開口９５
Ａ，９５Ｂを設けた単一の端子ブロック部材９５内に収
容する。端子ブロックは、ボビン５８Ａに設けられた１
対のタブ５８Ｃの間にはめ付けられる（図１３及び１４
を参照）。
【００２３】ボビン５８Ａは複数の延出部分５８Ｄを備
え、これらの延出部分５８Ｄがカバー６２に設けられた
開口に挿通されることによって、コイルアセンブリ５８
及びステータ６０がカバーに取り付けられて、事前組み
立てされたサブアセンブリとなる（図９を参照）。
え、これらの延出部分５８Ｄがカバー６２に設けられた
開口に挿通されることによって、コイルアセンブリ５８
及びステータ６０がカバーに取り付けられて、事前組み
立てされたサブアセンブリとなる（図９を参照）。
【００２４】環状割りリング形永久磁石部材（略環状磁
石）５６が環状コイル部材５８の外径の周囲にはめ付け
られている。好ましくは、重量を抑え、信頼性を高める
ため、磁石部材５６はプラスチック磁石にする。磁石部
材５６は、強磁性軸受アジャスタ３６の略平坦な外側表
面３６Ｃに当接する内側表面９６と、ステータ部材６０
の内側表面に当接する外側表面９８とを備え、後述する
最小平均エアギャップ１０２よりもかなり大きい半径方
向距離（１１６）だけ強磁性ロータ５４から半径方向に
間隔を置いてこのロータ５４を包囲している。
石）５６が環状コイル部材５８の外径の周囲にはめ付け
られている。好ましくは、重量を抑え、信頼性を高める
ため、磁石部材５６はプラスチック磁石にする。磁石部
材５６は、強磁性軸受アジャスタ３６の略平坦な外側表
面３６Ｃに当接する内側表面９６と、ステータ部材６０
の内側表面に当接する外側表面９８とを備え、後述する
最小平均エアギャップ１０２よりもかなり大きい半径方
向距離（１１６）だけ強磁性ロータ５４から半径方向に
間隔を置いてこのロータ５４を包囲している。
【００２５】ほぼ平坦なワッシャ形のステータ部材６０
が、軸方向においてカバー部材６２の半径方向壁部分８
６の内側面と永久磁石５６の外側面９８との間に配置さ
れている。ステータには、ロータ５４に設けられた半径
方向外向きの歯８２の部分と軸方向に整合した位置に半
径方向内向きの複数の歯１００が設けられており、これ
らの歯の間には半径方向にエアギャップ１０２を有す
る。ステータ部材６０の外径位置には、ボルト手段６４
を通過させる複数のほぼ凹状の切り欠き部１０４と、コ
ネクタブロック９２、９４が軸方向に貫通する円周方向
に長い切り欠き部分１０６とが設けられている。好まし
くは、切り欠き部１０４はほぼ半径方向に延びてねじ６
４に対して比較的大きい隙間を与えることによって、ス
テータを回転ロータ５４に接触しない位置へ半径方向に
移動または浮動させることができるようにする。
が、軸方向においてカバー部材６２の半径方向壁部分８
６の内側面と永久磁石５６の外側面９８との間に配置さ
れている。ステータには、ロータ５４に設けられた半径
方向外向きの歯８２の部分と軸方向に整合した位置に半
径方向内向きの複数の歯１００が設けられており、これ
らの歯の間には半径方向にエアギャップ１０２を有す
る。ステータ部材６０の外径位置には、ボルト手段６４
を通過させる複数のほぼ凹状の切り欠き部１０４と、コ
ネクタブロック９２、９４が軸方向に貫通する円周方向
に長い切り欠き部分１０６とが設けられている。好まし
くは、切り欠き部１０４はほぼ半径方向に延びてねじ６
４に対して比較的大きい隙間を与えることによって、ス
テータを回転ロータ５４に接触しない位置へ半径方向に
移動または浮動させることができるようにする。
【００２６】本発明のセンサアセンブリ５２によって形
成された磁束路が図９に詳細に示されている。磁束路は
反時計回りに磁石部材５６から強磁性軸受アジャスタ３
６を通ってロータ部材５４に入り、ロータ及びステータ
の歯が円周方向に整合している時にロータの歯８２から
エアギャップ（作動ギャップ）１０２を横切ってステー
タの歯１００へ進み、さらにステータから磁石部材へ戻
る。比較的質量のある強磁性アジャスタから離れて比較
的透磁性の低いカバー部材で包囲された位置で歯８２，
１００を軸方向に整合させることによって、歯が円周方
向に整合している時にエアギャップ１０２を横切る以外
にロータからステータへ渡る磁束路の短絡路を最小に抑
える。
成された磁束路が図９に詳細に示されている。磁束路は
反時計回りに磁石部材５６から強磁性軸受アジャスタ３
６を通ってロータ部材５４に入り、ロータ及びステータ
の歯が円周方向に整合している時にロータの歯８２から
エアギャップ（作動ギャップ）１０２を横切ってステー
タの歯１００へ進み、さらにステータから磁石部材へ戻
る。比較的質量のある強磁性アジャスタから離れて比較
的透磁性の低いカバー部材で包囲された位置で歯８２，
１００を軸方向に整合させることによって、歯が円周方
向に整合している時にエアギャップ１０２を横切る以外
にロータからステータへ渡る磁束路の短絡路を最小に抑
える。
【００２７】コイル部材５８、磁石部材５６及びステー
タ６０を保護するため、歯８２を含めた表面７８の軸方
向長さ１１０は、コイル部材５８及び磁石部材５６の軸
方向幅１１２よりも大きくして、車軸を車軸差動装置に
組み付ける時に表面８８上の振動が磁石またはコイル部
材に伝達されないようにしている。
タ６０を保護するため、歯８２を含めた表面７８の軸方
向長さ１１０は、コイル部材５８及び磁石部材５６の軸
方向幅１１２よりも大きくして、車軸を車軸差動装置に
組み付ける時に表面８８上の振動が磁石またはコイル部
材に伝達されないようにしている。
【００２８】カバー部材６２は、ロック部材３８と協働
して差動アジャスタを回転方向の選択位置に固定する複
数の切り欠き部分１１４を備えたプレス加工プレート６
３を備える。
して差動アジャスタを回転方向の選択位置に固定する複
数の切り欠き部分１１４を備えたプレス加工プレート６
３を備える。
【００２９】カバー部材６２、ステータ部材６０、コイ
ル部材５８及びコネクタアセンブリ９２，９４はサブア
センブリとして形成され、センサを接合点で密封できる
ようにステンレス鋼カバー部材及びコイルボビンを電子
ビーム溶接してもよい。信頼性を高め、保守の必要性を
最小限に抑えるため、真空含浸コイルを用いたり硬質エ
ポキシではなく軟質埋め込み材を用いてコイル及び末端
部における応力を最小限に抑えると共に、二本巻きコイ
ル巻線を重複して用いてもよい。
ル部材５８及びコネクタアセンブリ９２，９４はサブア
センブリとして形成され、センサを接合点で密封できる
ようにステンレス鋼カバー部材及びコイルボビンを電子
ビーム溶接してもよい。信頼性を高め、保守の必要性を
最小限に抑えるため、真空含浸コイルを用いたり硬質エ
ポキシではなく軟質埋め込み材を用いてコイル及び末端
部における応力を最小限に抑えると共に、二本巻きコイ
ル巻線を重複して用いてもよい。
【００３０】図１１及び１２に示されているように、コ
ネクタアセンブリ１２０は、ハウジングに設けたねじ穴
１２４に密封状にねじ込み可能な構造で、ソケット１２
６を形成するキャップ部分１２２を備えている。１対の
ワイヤ１２８がキャップ部材から延出しており、端子ブ
ロックの開口９５Ａ，９５Ｂにはめ込まれるブレードコ
ネクタ１３０を備えている。
ネクタアセンブリ１２０は、ハウジングに設けたねじ穴
１２４に密封状にねじ込み可能な構造で、ソケット１２
６を形成するキャップ部分１２２を備えている。１対の
ワイヤ１２８がキャップ部材から延出しており、端子ブ
ロックの開口９５Ａ，９５Ｂにはめ込まれるブレードコ
ネクタ１３０を備えている。
【００３１】図１５は、本発明の環状速度センサアセン
ブリの変更実施例２５２の、図９と同様な拡大図であ
る。
ブリの変更実施例２５２の、図９と同様な拡大図であ
る。
【００３２】図９に示されているものと構造及び機能が
類似しているアセンブリ２５２の部材は、同じ参照番号
の頭に「２」を付けて示し、詳細には説明しない。
類似しているアセンブリ２５２の部材は、同じ参照番号
の頭に「２」を付けて示し、詳細には説明しない。
【００３３】アセンブリ２５２には、ロータ２５４、ス
テータ２６０、磁石２５６及びコイル２５８が設けられ
ており、これらはすべて上記アセンブリ５２の対応部材
と同様に機能する。アセンブリは、磁束路１０８の一部
分を形成している強磁性軸受アジャスタ２３６と協働す
る。ロータ２５４の表面２７６はアジャスタの表面２３
６Ｃに当接する。
テータ２６０、磁石２５６及びコイル２５８が設けられ
ており、これらはすべて上記アセンブリ５２の対応部材
と同様に機能する。アセンブリは、磁束路１０８の一部
分を形成している強磁性軸受アジャスタ２３６と協働す
る。ロータ２５４の表面２７６はアジャスタの表面２３
６Ｃに当接する。
【００３４】アセンブリ２５２がアセンブリ５２と異な
っている主要な点は、歯２８２が半径方向ではなく軸方
向に延出しており、かつ軸方向にステータ２６０の歯１
００から離れて、エアギャップすなわち作動ギャップ２
１０２を形成していることである。
っている主要な点は、歯２８２が半径方向ではなく軸方
向に延出しており、かつ軸方向にステータ２６０の歯１
００から離れて、エアギャップすなわち作動ギャップ２
１０２を形成していることである。
【００３５】エアギャップが軸方向に延在しているセン
サアセンブリは、相対的に回転する部材間の半径方向振
れに対する許容度が大きいことがわかっている。
サアセンブリは、相対的に回転する部材間の半径方向振
れに対する許容度が大きいことがわかっている。
【００３６】テフロン等の自己潤滑材からなるスペーサ
またはスラストワッシャ２００を用いて、ロータ歯２８
２とステータ歯１００との間に最少の軸方向間隔を維持
できるようにしてもよい。
またはスラストワッシャ２００を用いて、ロータ歯２８
２とステータ歯１００との間に最少の軸方向間隔を維持
できるようにしてもよい。
【００３７】本発明の環状回転速度センサは、駆動車軸
の差動軸受アセンブリ調節部材に取り付けられ、車軸差
動サイドギヤへの車軸の組み付けを助けるパイロット手
段を含み、調節が不要となる。さらに、比較的小さい変
更によって、センサアセンブリを様々な駆動車軸に使用
できるように変更できる。
の差動軸受アセンブリ調節部材に取り付けられ、車軸差
動サイドギヤへの車軸の組み付けを助けるパイロット手
段を含み、調節が不要となる。さらに、比較的小さい変
更によって、センサアセンブリを様々な駆動車軸に使用
できるように変更できる。
【００３８】以上に本発明の好適な実施例を説明してき
たが、本発明の精神を逸脱しない範囲内において様々な
変更を加えることができる。
たが、本発明の精神を逸脱しない範囲内において様々な
変更を加えることができる。
【００３９】
【発明の効果】本発明の環状回転速度センサアセンブリ
によれば、この速度センサは振れによる雑音（ＡＭ及び
ＦＭの両方）の発生が少なく、歯のばらつきによる雑音
が少ないために精度の低い低コストのロータを使用で
き、大容積の磁石及び効果的な磁気回路を使用できるた
めに大きい出力が得られることから、ロータを小径にす
ること、ギャップを大きくすること、ワイヤの巻き数を
少なくすること及び／または安い磁石を使用することが
可能となる。
によれば、この速度センサは振れによる雑音（ＡＭ及び
ＦＭの両方）の発生が少なく、歯のばらつきによる雑音
が少ないために精度の低い低コストのロータを使用で
き、大容積の磁石及び効果的な磁気回路を使用できるた
めに大きい出力が得られることから、ロータを小径にす
ること、ギャップを大きくすること、ワイヤの巻き数を
少なくすること及び／または安い磁石を使用することが
可能となる。
【００４０】また、環状速度センサの磁束路１０８の一
部分として既存の強磁性軸受アジャスタ３６を用いるこ
とによって、新たに強磁性部材を追加する必要がないた
め、重量及びコスト面で節約できる。
部分として既存の強磁性軸受アジャスタ３６を用いるこ
とによって、新たに強磁性部材を追加する必要がないた
め、重量及びコスト面で節約できる。
【図１】典型的な従来形駆動車軸の部分断面図である。
【図２】本発明の環状車輪速度センサアセンブリの一部
分の斜視図である。
分の斜視図である。
【図３】本発明の軸受アジャスタの一部破断斜視図であ
る。
る。
【図４】本発明の環状車輪速度センサアセンブリの分解
図である。
図である。
【図５】図２のセンサアセンブリのロータ部材の斜視図
である。
である。
【図６】図２のセンサアセンブリのステータ部材の斜視
図である。
図である。
【図７】図２のセンサアセンブリのカバー部材の斜視図
である。
である。
【図８】図２のセンサアセンブリのプレートの斜視図で
ある。
ある。
【図９】図２の車輪速度センサの磁束路を説明する拡大
部分断面図である。
部分断面図である。
【図１０】本発明のセンサアセンブリによって保護でき
る形の組み付け誤差を説明する概略部分上面図である。
る形の組み付け誤差を説明する概略部分上面図である。
【図１１】本発明の車軸内環状速度センサを組み付けた
駆動車軸を示す部分上面断面図である。
駆動車軸を示す部分上面断面図である。
【図１２】図１１のコネクタアセンブリの正面図であ
る。
る。
【図１３】本発明の環状速度センサのコイルボビン及び
端子ブロックコネクタのそれぞれ分解図である。
端子ブロックコネクタのそれぞれ分解図である。
【図１４】図１３の両部品を組み付けた状態を示す斜視
図である。
図である。
【図１５】本発明の変更実施例の、図９に類似した拡大
部分図である。
部分図である。
18,20 車軸 24 回転軸線 36 軸受アジャスタ 36B 内孔 36C 外側表面 52 環状速度センサ 54 ロータ 56 永久磁石 58 コイル部材 60 ステータ部材 82 ロータ歯 100 ステータ歯 102 エアギャップ 108 磁束路 112 軸方向幅
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭53−3576（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01P 3/488
Claims (1)
- 【請求項１】 固定された強磁性部材(36)の内孔(36B)
に挿通された軸(18、20) の回転速度を感知し、前記強磁
性部材が前記内孔を取り囲むとともに前記軸の回転軸線
(24)に対してほぼ垂直となる略平坦な面(36C) を定めて
いる、環状回転速度センサアセンブリ(52)であって、該
アセンブリが、 前記軸に共転可能に取付けられ、前記平坦な面に平行で
かつこれに当接可能なほぼ平坦な表面(76)を形成し、第
１環状列の歯(82)が半径方向に延出している強磁性ロー
タ(54)と、 前記強磁性部材(36)に取付け可能で、前記第１環状列の
歯と軸方向に整合した位置に第２環状列の歯(100) を備
え、前記第２環状列の歯は前記第１環状列の歯に向かっ
て半径方向に延出してその間に最小平均エアギャップ(1
02) を形成し、前記列状の歯の軸方向に整合した部分は
前記表面から少なくとも所定の軸方向間隔(112) だけ離
した強磁性ステータ(60)と、 軸方向において前記ステータと前記平坦な面との間に設
けられ、前記最小平均エアギャップよりもかなり大きい
半径方向距離(116) だけ前記ロータから半径方向に間隔
をおいてこれを包囲する略環状磁石(56)と、 軸方向において前記面と前記列状の歯(82、100)との間
に、また半径方向において前記略環状磁石と前記強磁性
ロータとの間に設けられている環状コイル部材(58)と、 前記強磁性部材に取付け可能な非磁性体でかつ導電材料
からなるカバー部材(62)とを有しており、 前記ステータ及び前記コイル部材は前記カバー部材と共
にサブアセンブリを形成し、さらに、前記コイルの周囲
に環状磁束路(108) が形成され、該磁束路が前記面(36
C) 及び前記表面(76)の接合面を横切り、前記第１列の
歯から前記第２列の歯に向かって前記エアギャップを横
切り、前記ステータから前記磁石へ、さらに前記磁石か
らは前記面及び前記表面の接合面から半径方向に離れた
接合面で前記面へ進み、前記強磁性部材を通って前記面
及び前記表面の接合面に達することを特徴とする回転速
度センサアセンブリ。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US57838390A | 1990-09-07 | 1990-09-07 | |
| US578383 | 1990-09-07 | ||
| US07/622,108 US5227719A (en) | 1990-09-07 | 1990-12-03 | Drive axle in-axle annular speed sensor |
| US622108 | 1990-12-03 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25469091A Expired - Fee Related JP3205840B2 (ja) | 1990-09-07 | 1991-09-05 | 環状回転速度センサアセンブリ |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5227719A (ja) |
| EP (1) | EP0474064B1 (ja) |
| JP (1) | JP3205840B2 (ja) |
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| AU (1) | AU657883B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US5574361A (en) * | 1994-12-27 | 1996-11-12 | Ssi Technologies, Inc. | Switched reluctance angular velocity sensor |
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