JPH05273222A - 磁性インクで被覆したトーンリングを備えた回転速度センサー - Google Patents

磁性インクで被覆したトーンリングを備えた回転速度センサー

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JPH05273222A
JPH05273222A JP4324228A JP32422892A JPH05273222A JP H05273222 A JPH05273222 A JP H05273222A JP 4324228 A JP4324228 A JP 4324228A JP 32422892 A JP32422892 A JP 32422892A JP H05273222 A JPH05273222 A JP H05273222A
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Emu Adoraa Jiyonasan
エム アドラー ジョナサン
Ii Monahan Ratsuseru
イー モナハン ラッセル
Daburiyuu Fureiyaa Jiyunia Robaato
ダブリュー フレイヤー ジュニア ロバート
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸受構造と一体化し、かつ周囲から保護され
たコンパクトな回転速度センサーを提供する。 【構成】 特にアンチロックブレーキシステム（ＡＢ
Ｓ）を備えた自動車のハブ／軸受構造において、本発明
における車輪速度センサー装置は磁性インクをコーティ
ングした支持基材で形成されたトーンリングを有する。
磁性インクはコーティングした後磁化され、リラクタン
ス型などのパッシブセンサー、あるいは半導体ホール効
果型のアクティブセンサーと共に用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は回転速度センサー、特
に転がり軸受内に設ける回転速度センサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】最近はますます多くの自動車にアンチロ
ックブレーキシステム（ＡＢＳ）が採用されている。こ
のシステムは急ブレーキをかけたとき、ブレーキ圧力を
自動的にゆるめることによって車輪のロックを防止し、
自動車の安定性、方向性を維持するためのものである。
ＡＢＳにとって不可欠の要素は、車輪の回転を制御する
ためのＡＢＳに出力を送るための車輪速度センサーであ
る。乗用車の多くは４つの車輪それぞれに１個ずつセン
サーを備えている。センサーから信号を入力することに
よって、ブレーキシステムは、車輪がロックしているか
どうか、あるいはロックしかかっているかどうかを判断
し、ブレーキ力を制御することができる。車輪速度セン
サーはまた、加速中の車輪のスリップを防止するための
トラクションコントロールシステムにも用いられる。
【０００３】現在様々な種類のＡＢＳ用車輪速度センサ
ーが知られている。この種のセンサーは通常静止部と、
静止部に近接して設けた回転部とで構成されている。回
転部、すなわち「トーンリング」は、静止部を通過した
ときに静止部によって検知される部分を備えている。そ
のような部分は強磁性材料製歯車の歯部であることもあ
れば、磁極の場合もある。静止部はトーンリングが回転
したとき前記部分の通過を検知するトランスデューサを
備えている。トランスデューサは前記部分の通過を検知
すると電気信号を出力する。トランスデューサとしては
可変リラクタンス装置、ホール効果装置、磁気抵抗装置
等を用いることができる。トランスデューサは磁界ある
いは磁界の変化を検出するためのものである。可変リラ
クタンス型トランスデューサは外部電源からエネルギー
の供給を受けることなく電圧を発生するので、パッシブ
センサーと称することもある。一方ホール効果装置など
のアクティブセンサーは外から電圧を印加することによ
って作動し、装置を通過する磁界に対応して出力を発生
させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上で述べたセンサーも
ある程度の成功を収めてはいるが、このようなシステム
の開発者は、さらに信頼性を向上させ、取付スペースを
減少させ、生産性、組立性、精度を高めるために不断の
努力を続けている。中でも最も大切なことはセンサーを
外部から遮断して、汚染物質などから保護することであ
る。道路上の土埃や水気等によってセンサーは影響を受
けやすい。さらにブレーキ面から発生する埃や、急激な
温度の変化に対して何らかの措置を講じないと、これら
によってもセンサーシステムは悪影響を受けやすい。現
在の傾向としてセンサーを車輪の軸受部内に一体に組込
む設計が増えつつある。これによって自動車メーカーに
出荷する前にセンサーを組み込んだ軸受ユニットとして
の調整、テストができるようになった。またこのように
一体構造にすることによって、自動車の組み立てライン
上での組み立てが容易になるという利点も生じる。
【０００５】本発明は、軸受構造と一体化し、かつ周囲
から保護されたコンパクトな回転速度センサーを提供す
ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のＡＢＳ車輪速度
センサーシステムは、固定したトランスデューサに対し
て回転する磁化トーンリングを備えている。本発明の実
施例のシステムにはアクティブセンサーを用いている
が、回転可能な磁化ディスクあるいは回転可能な磁化ト
ーンリングを用いたパッシブセンサーを用いても機能上
の差異はない。本発明の最大の特徴は、トーンリングを
形成している基材を磁性インクで被覆した点にある。磁
性インクは基材に薄い層状に被覆され、その後でこれを
磁化することによって磁極を交互に形成できる。好まし
くは、トーンリングとトランスデューサは軸受の転動体
収容部内に取付け、軸受シールで外部から遮断する。
【０００７】本発明の他の利点や特徴は、添付の図面に
基づいて以下の好ましい実施例の説明、請求の範囲を読
めば、この発明が属する分野の当業者なら理解できるも
のと思われる。
【０００８】
【実施例】本発明の車輪用軸受／ハブ装置の全体を図１
に参照番号１０で示す。軸受ユニットを別個に設ける従
来の構造とは異なり、装置１０のハブと軸受部は一体化
されている。図１に示す軸受／ハブ装置１０は非駆動輪
に用いるものである。図示のように、軸受の外輪１２は
車輪取付け用フランジ１４を備え、このフランジには車
輪取り付け用のボルトを挿入するための複数の孔１６が
形成されている。軸受の内輪１８は１対の円筒部材２
０、２２で構成されている。内輪は回転しない車輪のス
ピンドル２４に嵌め込む。スピンドル２４は取付フラン
ジ２６を介して車体に取り付ける。転動体によってアウ
トボード側ボール３０とインボード側ボール３２が形成
されている。装置１０内のボール状転動体３０、３２が
収容されている領域は１対のシールによって外部から遮
断されている。シール部材は図１には示していないが、
従来と同じ構造のものであり、本体を外輪１２に圧入
し、リップを内輪１８またはスピンドル２４に接触させ
ている。スピンドル２４の外周は内輪１８を挟み込む形
状になっており、使用時に軸受／ハブ装置１０がスピン
ドル２４から抜け落ちるのを防止している。
【０００９】図２にこの発明の車輪速度センサー装置３
６の第１の実施例を示す。トーンリング３８は外側フラ
ンジ４０を備え、この部分を外輪１２に形成した端ぐり
部に圧入する。トーンリング３８はもう一つの円筒部分
４２を備えている。トーンリングの半径方向にのびる部
分４４に弾性シール４６が取り付けられている。
【００１０】トーンリング４２の表面を本発明の特徴で
ある磁性インク層４８で被覆し、この層を磁化すること
によって、後で詳しく説明するように磁極を交互に設け
る。図では理解しやすいように磁性インク層の厚さを誇
張して示している。上記の方法に代えて、磁性インク層
を、磁化の程度が強い部分と弱い部分ができるように所
定のパターンでプリントしてもよい。磁性インクの物理
的特性は標準的な印刷用インクの物理的特性と多くの点
で共通性がある。たとえばどちらのインクの場合も懸濁
液中に顔料を含んでいる。何かの表面に塗布すると、溶
媒の蒸発あるいは化学的作用によってインクは固まる。
違うのは磁性インクの場合、「顔料」がフェライト等の
磁性材料である点である。磁性インクの場合、強い磁界
を受けると、磁性粒子中に残留磁気が保持される。この
残留磁気によって形成される磁界をトランスデューサで
検知するようにした点が本発明の大きな特徴である。
【００１１】トランスデューサ取付リング５０を内輪１
８に圧入することによって、ホール効果装置５２等のト
ランスデューサ装置を取り付ける。トランスデューサ５
２からの信号は、ケーブル５３を介して車載制御装置に
送られる。さらに取付リング５０は円筒形フランジ５６
および半径方向フランジ５８を備え、シール４６とラビ
リンス構造によってより確実にセンサーを保護すること
ができる。
【００１２】図３は磁性インク層４８を磁化して、Ｎ
極、Ｓ極を交互に形成した例を示す。図２の点線５４は
磁性インク層４８の磁化部分で発生した磁束を表し、こ
の線はトランスデューサ５２の表面を通過している。次
に作用を説明すると、自動車が動き出して、軸受の外輪
１２が回転すると、磁性インク層４８が固定したトラン
スデューサ５２に対して回転する。このためトランスデ
ューサ５２が交番磁界を検知し、それに対応する出力を
ＡＢＳに送る。
【００１３】図４は車輪速度センサー６０の別の実施例
を示す。この実施例およびこの実施例より後の実施例の
部品は、上で説明したハブ／軸受装置１０の部品と共通
なものが多いので、同一部品には同一の参照番号を付
す。この実施例は、ハブの内側の空間にハブとは別々に
設けた、外輪６６と内輪６８からなる軸受ユニット内に
センサー６０を設けた点が第１の実施例とは異なる。図
４の実施例ではトーンリング６２とトランスデューサ取
付リング６４の構造が第１の実施例のものとは異なって
いる。この実施例ではトーンリング６２は「Ｌ」字形の
横断面形状を有し、磁性インク層４８は図２の例のよう
に円筒形の表面に設けるのではなく、半径方向の面に形
成する。この場合トランスデューサ５２は、トーンリン
グ同様Ｌ字形断面を有するトランスデューサ取付リング
６４によって、半径方向面に磁性インク層４８に対向す
る位置に取り付ける。図４には示していないが、従来用
いられているシールを外輪６６と内輪６８の間に設け
る。図１、２に示す実施例と同様に、車輪速度センサー
６０は、非駆動軸に取り付けられた内輪６８に取り付け
られ、外輪６６は自動車の車輪とともに回転する。
【００１４】図５に示す車輪速度センサー７０は、外輪
６６に固定し、内輪６８は駆動側の車軸に取りつけられ
車輪とともに回転する。図５に示すように、トランスデ
ューサ取付リング７２は外輪６６の孔に押し込まれてい
る。トーンリング７４はＵ字形の横断面を有し、その半
径方向の面上であって、ボール転動体３２の方を向き、
かつトランスデューサ５２に近い部分に磁性インク層４
８を設ける。図５に示すトランスデューサ取付リング７
２とトーンリング７４とによってラビリンス形状のシー
ル構造を形成している。前に述べたように、このシール
構造に加え、図５の２個のリングの間に形成された環状
の空間に従来の弾性シール７６を設ける。
【００１５】図６は車輪速度センサー８０を備えた第４
の実施例の軸受装置を示す。この場合、アウトボード側
ボール３０とインボード側ボール３２との間の空間に設
けることによって、センサーを外部環境から遮蔽する。
この実施例の装置も駆動輪側に取り付けるものである。
この場合、トランスデューサ５２は、外輪６６に単に固
着し、前記実施例と同様に磁性インク層４８を設けたト
ーンリング８２を内輪６６に圧入してトランスデューサ
５２と向き合う位置で固着する。この実施例の場合、ト
ーンリングは、本出願の譲受人に譲渡されたアメリカ特
許４９６９７５３、４９３８６１２に記載されクレーム
されている方法で取り付けてもよい。リング８４と８６
の間にシール８８を設ける。図６の実施例の場合、この
装置を非駆動輪側に取り付けるために部品の取り付け方
を逆にするのは容易である（すなわちトーンリングを外
輪６６に取り付ければよい）。
【００１６】図７は車輪速度センサー９０を備えた別の
実施例の軸受装置を示す。この実施例は、磁性インク層
４８を外輪６６の内周円筒面９２に直接被覆した点で、
これまでの実施例とは異なっている。この実施例ではト
ランスデューサ５２は磁性インク層４８と向き合う位置
に設けたブラケット９４に取り付ける。
【００１７】上記の実施例の説明から、磁性インク層４
８を設ける方法は色々あることがわかる。必要なこと
は、所定の形にトーンリングを形成して、その表面の所
定の部分に磁性インクを塗布して、最後にこのインク層
を磁化させることである。また軸受のレースあるいはシ
ール等をトーンリング基材として用いて、磁性インク層
を直接これらの表面に形成すれば、装置全体をさらにコ
ンパクトにすることができる。
【００１８】上で説明した本発明の好ましい実施例は本
発明を限定するためのものではなく、記載された請求の
範囲から逸脱することなしに上記実施例に様々な変更、
改変、改良を加えることが可能である。
【００１９】
【発明の効果】この発明のセンサーは構造がコンパクト
なので、軸受内に取り付けて密封することができる。ま
たトーンリングは機械加工、鋳造、成形等によって製造
するのではなく、磁性インクをプリントするだけで製造
できるので、製造コストが低く、また設計の柔軟度も高
い。実際軸受またはハブの内周面に直接磁性インクを被
覆すれば、別個にトーンリングを設ける必要もなくな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の回転速度センサーを備えた自動車の
非駆動輪用ハブ／軸受装置の横断面図。
【図２】回転速度センサーの各部品を示す図１の部分拡
大図。
【図３】この発明のトーンリングの磁化パターンの一
例。図２の３−３線に沿った横断面図。
【図４】この発明の第２の実施例の軸受装置の部分横断
面図。この実施例の軸受装置は図１と同様に非駆動輪の
車軸用であるが、トーンリングの磁化面が半径方向にの
びている点で図１の実施例とは異なる。
【図５】この発明の第３の実施例の軸受装置の部分横断
面図。この実施例の軸受装置は駆動輪に用いるものであ
り、大型のセンサーを用いている。
【図６】この発明の第４の実施例の軸受装置の横断面
図。この実施例の軸受装置は駆動輪に用いるものであ
り、トランスデューサとトーンリングは軸受の転動体の
間に設ける。
【図７】この発明の第５の実施例の軸受装置の部分横断
面図。この実施例では軸受の表面に被覆した磁性インク
の層で磁化面を形成している。
【符号の説明】
１０ 車輪用軸受 １２、６６、２０、２２ レース ３０、３２ ボール ３８、６２、７４、８２ トーンリング ４６、７６、８８ シール部材 ４８ 磁性インク層 ５０、６４、７２ トランスデューサ取付リング ５２ トランスデューサ

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 転がり軸受を介して連結された２つの部
    材の相対回転を検出するための回転センサーにおいて：
    磁性インクの層４８を有するトーンリング３８、６２、
    ７４、８２を設け、前記磁性インク層４８に複数の磁極
    を形成し、前記トーンリングを前記部材の一方に固着
    し、 前記部材が相対的に回転することによって発生する磁界
    の変化を検出できる位置において、前記部材の他方にト
    ランスデューサ５２を固着したことを特徴とする回転セ
    ンサー。
  2. 【請求項２】 前記部材を、転がり軸受転動体によって
    隔てられた内側および外側軸受レース１２、６６、２
    ０、２２で構成した請求項１に記載の相対回転検出用回
    転センサー。
  3. 【請求項３】 前記トーンリング３８、６２、７４、８
    ２に、前記レース１２、６６、２０、２２の一方に取り
    付けた基材としての金属製リングを設け、このリングに
    前記磁性インク層４８を設けた請求項２に記載の相対回
    転検出用回転センサー。
  4. 【請求項４】 前記リング状基材に半径方向の面を設
    け、この面に前記磁性インク層４８を被覆した請求項３
    に記載の相対回転検出用回転センサー。
  5. 【請求項５】 前記リング状基材に円筒形の面を設け、
    この面に前記磁性インク層４８を被覆した請求項３に記
    載の相対回転検出用回転センサー。
  6. 【請求項６】 前記内側あるいは外側軸受レース１２、
    ６６、２０、２２の一方にトランスデューサ取付用のリ
    ング５０、６４、７２を設けた請求項２に記載の相対回
    転検出用回転センサー。
  7. 【請求項７】 前記トーンリング３８、６２、７４、８
    ２を軸受のシール部材４６と一体に形成した請求項２に
    記載の相対回転検出用回転センサー。
  8. 【請求項８】 前記トーンリング３８、６２、７４、８
    ２を前記レース１２、６６、２０、２２の一方と一体に
    形成した請求項２に記載の相対回転検出用回転センサ
    ー。
  9. 【請求項９】 内側および外側軸受レース１２、６６、
    ２０、２２とその間に設けた転動体３０、３２とからな
    る車輪用軸受１０を介して自動車の車体に取り付けられ
    た自動車の車輪の回転を検出するための回転センサーに
    おいて、 前記内側あるいは外側軸受レース１２、６６、２０、２
    ２のいずれか一方に磁性インクの層４８を設け、トーン
    リング３８、６２、７４、８２を連結し、前記磁性イン
    ク層４８に複数の磁極が形成されていて、 前記レースが相対的に回転することによって発生する磁
    界の変化を検出できる位置において、前記レースの他方
    にトランスデューサ５２を固着したことを特徴とする回
    転センサー。
  10. 【請求項１０】 前記トーンリング３８、６２、７４、
    ８２に半径方向の面を有する基材を設け、この面に前記
    磁性インク層４８を被覆した請求項９に記載の回転検出
    用回転センサー。
  11. 【請求項１１】 前記トーンリング３８、６２、７４、
    ８２に円筒形の面を有する基材を設け、この面に前記磁
    性インク層４８を被覆した請求項９に記載の回転検出用
    回転センサー。
  12. 【請求項１２】 前記内側あるいは外側軸受レース１
    ２、６６、２０、２２の一方にトランスデューサ取付用
    のリング５０、６４、７２を設けた請求項９に記載の回
    転検出用回転センサー。
  13. 【請求項１３】 前記トーンリング３８、６２、７４、
    ８２を軸受のシール部材４６と一体に形成した請求項９
    に記載の回転検出用回転センサー。
  14. 【請求項１４】 前記トーンリング３８、６２、７４、
    ８２を前記レース１２、６６、２０、２２のいずれか一
    方に一体に形成した請求項９に記載の回転検出用回転セ
    ンサー。
JP4324228A 1991-12-03 1992-12-03 磁性インクで被覆したトーンリングを備えた回転速度センサー Pending JPH05273222A (ja)

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