(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム中に磁性材の粉末を混入したゴム製で、軸方向に亙る着磁方向が円周方向に亙って交互に入れ替わっている自動車の車輪の回転速度検出用のゴム磁石エンコーダであって、上記粉末を配向度を揃えて混入したゴム製の板材を全体を円環状に打ち抜き加工する事で形成された事を特徴とする自動車の車輪の回転速度検出用のゴム磁石エンコーダ。
【請求項２】
ゴム中に磁性材の粉末を混入したゴム製で、軸方向に亙る着磁方向が円周方向に亙って交互に入れ替わっている自動車の車輪の回転速度検出用のゴム磁石エンコーダの製造方法であって、上記粉末を、圧延ロール成形機により配向度を揃えて混入したゴム製の板材を全体を円環状に打ち抜き加工する事で形成する事を特徴とする自動車の車輪の回転速度検出用のゴム磁石エンコーダの製造方法。
【請求項３】
静止側周面に静止側軌道面を有し使用時に回転しない静止輪と、回転側周面に回転側軌道面を有し使用時に回転する回転輪と、これら静止側軌道面と回転側軌道面との間に設けられた複数の転動体と、この回転輪に固定された、請求項１に記載した自動車の車輪の回転速度検出用のゴム磁石エンコーダとを備えた自動車の車輪用転がり軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る自動車の車輪の回転速度検出用のゴム磁石エンコーダとその製造方法及び自動車の車輪用転がり軸受ユニットは、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度を検出する為の回転速度検出装置を構成するエンコーダ付転がり軸受ユニットに組み込む、自動車の車輪の回転速度検出用のゴム磁石エンコーダとその製造方法及び自動車の車輪用転がり軸受ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）或はトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）を制御する為には、車輪の回転速度を検出する必要がある。従って、車輪を懸架装置に対して回転自在に支持すると共にこの車輪の回転速度を検出する為に、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットが必要になる。この様な回転速度検出装置付転がり軸受ユニットとして従来から、例えば特許文献１、２に記載されている様な構造のものが知られている。
【０００３】
図８は、このうちの特許文献２に記載された回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを示している。それぞれが静止輪である１対の内輪１、１は、懸架装置への組み込み状態では、回転しない車軸（図示せず）に外嵌固定する。それぞれが静止側周面である、上記各内輪１、１の外周面には、それぞれが静止側軌道面である内輪軌道２、２を、それぞれ形成している。又、使用時に回転する回転輪であるハブ３の内周面（回転側周面）には、それぞれが回転側軌道面である複列の外輪軌道４、４を形成している。そして、これら各外輪軌道４、４と上記各内輪軌道２、２との間に、それぞれ転動体である複数個の玉５、５を設け、上記車軸の周囲にハブ３を、回転自在に支持している。車輪のホイールは、このハブ３の外周面に設けた図示しないフランジに固定する。
【０００４】
更に、上記ハブ３の内端（内とは自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央寄りとなる側を言い、同図で右。後述する図１〜３に就いても同じ。反対に車両の幅方向外寄りとなる側を外と言う。）開口部には、シールリング６を構成する保持環である芯金７を内嵌固定している。即ち、この芯金７の外周縁部に形成した円筒部８を上記ハブ３の内端開口部に、締まり嵌めにより内嵌固定している。そして、この芯金７の内側面に、ゴム等の弾性材製のシール材９を結合支持し、更にこのシール材９の内側面にエンコーダ１０を結合支持している。このエンコーダ１０は永久磁石により構成し、円周方向に亙ってＳ極とＮ極とを交互に配置した円環状に造っている。
【０００５】
一方、上記１対の内輪１、１のうち、内側の内輪１の内端部には、金属板を曲げ加工して成る第二の保持環１１を外嵌固定している。上記シールリング６を構成するシール材９に設けた複数のシールリップ１２、１２の先端縁は、この第二の保持環１１の内外両周面及び外側面に摺接させて、上記玉５、５設置部分に塵芥や雨水が進入するのを防止している。又、上記第二の保持環１１の一部にはセンサ１３を支持固定し、このセンサ１３の検出部を、上記エンコーダ１０の内側面に対向させている。
【０００６】
上述した様な回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合、ハブ３に固定した車輪を、内輪１、１を外嵌支持した車軸に対し、回転自在に支持できる。又、車輪と共にハブ３が回転すると、このハブ３に固定したエンコーダ１０の内側面と対向したセンサ１３の出力が変化する。このセンサ１３の出力が変化する周波数は、車輪の回転速度に比例する。従って、センサ１３の出力信号を図示しない制御器に入力すれば、上記車輪の回転速度を求め、ＡＢＳやＴＣＳを適切に制御できる。
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【特許文献１】特開平６−２８１０１８号公報
【特許文献２】米国特許第４９４８２７７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上述の様なエンコーダ付転がり軸受ユニットに組み込む、自動車の車輪の回転速度検出用のゴム磁石エンコーダとその製造方法及び自動車の車輪用転がり軸受ユニットの改良に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、ゴム中に磁性材の粉末を混入したゴム製で、軸方向に亙る着磁方向が円周方向に亙って交互に入れ替わっている自動車の車輪の回転速度検出用のゴム磁石エンコーダとその製造方法、及びこのゴム磁石エンコーダを組み込んだ自動車の車輪用転がり軸受ユニットに関する。
【００１５】
特に、請求項１に記載した自動車の車輪の回転速度検出用のゴム磁石エンコーダは、上記粉末を配向度を揃えて混入したゴム製の板材を全体を円環状に打ち抜き加工する事で形成されたものである。
又、請求項２に記載した自動車の車輪の回転速度検出用のゴム磁石エンコーダの製造方法は、上記粉末を、圧延ロール成形機により配向度を揃えて混入したゴム製の板材を全体を円環状に打ち抜き加工する事で形成する。
又、請求項３に記載した自動車の車輪用転がり軸受ユニットは、静止側周面に静止側軌道面を有し使用時に回転しない静止輪と、回転側周面に回転側軌道面を有し使用時に回転する回転輪と、これら静止側軌道面と回転側軌道面との間に設けられた複数の転動体と、この回転輪に固定された、上述の請求項１に記載した自動車の車輪の回転速度検出用のゴム磁石エンコーダとを備える。
【発明の効果】
【００１６】
上述の様に構成する本発明の自動車の車輪の回転速度検出用のゴム磁石エンコーダを組み込んだ自動車の車輪用転がり軸受ユニットにより、車輪を回転自在に支持すると共に、センサと組み合わせる事により回転輪に固定した車輪の回転速度を検出する際の作用自体は、前述した従来の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを構成するエンコーダ付の自動車の車輪用転がり軸受ユニットと同様である。
【００１７】
【実施例１】
【００１８】
図１〜６は、本発明の実施例１として、本発明のゴム磁石エンコーダを組み込んだエンコーダ付の自動車の車輪用転がり軸受ユニットを示している。前述の図８に示した従来構造の第１例の場合とは逆に、回転側周面である外周面に回転側軌道面である内輪軌道２、２を形成した、それぞれが回転輪である内輪１、１は、使用時に回転する車軸に外嵌固定する。これら各内輪１、１の周囲には、使用時に回転しない静止輪である外輪１７を、上記各内輪１、１と同心に配置している。そして、静止側周面であるこの外輪１７の内周面に形成した、それぞれが静止側軌道面である外輪軌道４、４と上記各内輪軌道２、２との間に、転動体である複数個の玉５、５を設けて、上記外輪１７の内側に各内輪１、１を、回転自在に支持している。
【００１９】
上記外輪１７の内端部内周面と内側の内輪１の内端部外周面との間には組み合わせシール１８を設けて、上記外輪１７の内周面と上記内輪１の外周面との間に存在する空間の内端開口部を塞いでいる。又、上記外輪１７の外端部内周面と外側の内輪１の外端部外周面との間には別の組み合わせシール１９を設けて、上記外輪１７の内周面と上記内輪１の外周面との間に存在する空間の外端開口部を塞いでいる。
【００２０】
上記２組の組み合わせシール１８、１９のうち、内側に設けた組み合わせシール１８は、芯金２１と、上記外輪１７の内端部内周面に内嵌固定されたシールリング２２とから成る。このうちの芯金２１が、エンコーダ２０を支持する為、上記内側の内輪１の内端部外周面に外嵌固定される保持環である。そして、上記シールリング２２の全周に亙って設けたシール材２３のシールリップ２４、２４を、上記芯金２１に摺接させる事により、上記内側の内輪１の内端部外周面と上記外輪１７の内端部内周面との間をシールしている。又、上記芯金２１は、軟鋼板等の磁性金属板、或はステンレス鋼板等の磁性或は非磁性の金属板により、断面Ｌ字形で全体を円環状に造っている。即ち、この芯金２１は、円筒部２５と、この円筒部２５の内端縁から直径方向外方に向け直角に折れ曲がった円輪部２６とから構成し、このうちの円筒部２５を、上記内輪１の内端部外周面に、締まり嵌めにより外嵌固定している。ゴム磁石製のエンコーダ２０は、この円輪部２６の内側面に接着支持している。
【００２１】
このエンコーダ２０を構成するゴム磁石は、ゴム中にフェライト等の強磁性材の粉末１４、１４を混入したもので、全体を円環状（円輪状）に形成して成る。このエンコーダ２０は、軸方向（図１〜２の左右方向）に亙って着磁しており、その着磁方向は円周方向に亙って交互に入れ替わっている。従ってこのエンコーダ２０の軸方向両側面には、Ｓ極とＮ極とが、円周方向に亙って交互に、且つ等間隔で配置されている。
【００２２】
特に、本実施例のエンコーダ付の自動車の車輪用転がり軸受ユニットの場合、このエンコーダ２０は、予め磁性材の粉末の配向度を揃えて混入した磁気異方性を有するゴム製の板材２９を切断、着磁する事により構成している。例えば、図４に示す様に、ゴム材２７を圧延ロール成型機２８により板状に圧延加工する事により、このゴム材２７中に予め混入しておいた磁性材の粉末１４、１４の向きを、圧延方向（図４の上下方向）に揃える事ができる。従って、この様に加工するゴム製の板材２９は、板材２９自体の表裏両平面と上記粉末の平面部１５、１５（図９）とが平行になる。従って、上記板材２９は、表裏両平面に対して垂直な方向に、磁気異方性を有する。次に、このゴム製の板材２９は、例えば図５に示す様に、剪断加工機３０により円環状に打ち抜き加工する。そして、円環状に形成したゴム製の板材２９の軸方向両側面に、Ｓ極とＮ極とを、円周方向に亙って交互に、且つ等間隔で配置する様に着磁して、上記エンコーダ２０とする。図６は、このエンコーダ２０を打ち抜いた後の残材を示している。このエンコーダ２０を構成する為の上記板材２９中に混入する磁性材の粉末１４、１４の配向度は、上述の様に予め揃えている為、このエンコーダ２０の磁力を十分に強くでき、後述するセンサ１３を通過する磁束の密度を十分に高くできる。この様にセンサ１３を通過する磁束密度を高くする事により、このセンサ１３の出力を高くして、車輪の回転速度検出の精度を向上させる事ができる。
【００２３】
上述の様に構成したエンコーダ２０は、その片側面（図１〜２で左面）を前記芯金２１を構成する円輪部２６の片側面（図１〜２で右面）に、適宜の接着剤で接着固定する事により、この芯金２１の内側面に支持する。従って、上記エンコーダ２０の加工、及び着磁作業は磁石メーカーで行ない、このエンコーダ２０を、上記芯金２１を製造するシールメーカーに搬送し、上記エンコーダ２０をこの芯金２１に接着する作業はシールメーカーで行なえば良い。シールメーカーから磁石メーカーに何らかの部品を戻す必要はない。
【００２４】
上述の様に構成される本実施例のゴム磁石エンコーダを組み込んだエンコーダ付の自動車の車輪用転がり軸受ユニットは、懸架装置を構成する保持ケース３１の内側に、車輪を支持する為の図示しない車軸を回転自在に支持すると共に、上記保持ケース３１の一部に支持し、上記エンコーダ２０の内側面に対向させたセンサ１３と組み合わせる事により、車輪と共に回転する回転輪である、内輪１、１の回転速度を検出する。特に、本実施例のゴム磁石エンコーダを組み込んだエンコーダ付転がり軸受ユニットの場合、上記エンコーダ２０は、磁石メーカーで磁性材の粉末１４、１４の配向度を揃えて混入した磁気異方性を有するゴム製の板材２９を打ち抜き加工し、着磁した後、シールメーカーで芯金２１に接着して支持するだけで良い。この為、設備費や搬送費の増大を抑えられるだけでなく、製造作業の簡略化を図れ、コスト上昇を抑える事ができる。
【００２５】
尚、図示の実施例では、上記エンコーダ２０と共に回転速度検出装置を構成するセンサ１３を、転がり軸受ユニット外である保持ケース３１に設置している。但し、このセンサ１３は、静止輪である外輪１７に支持する事もできる。
尚、本発明とは異なり、エンコーダを造るのに、図７に示す様に帯状に切断したエンコーダ素片３９、３９を曲げ形成して円環状に形成した場合、完全に円環状にする事は実際上困難であり、微小な不連続部分が生じる可能性がある。そして、この様に不連続部分が存在するエンコーダをセンサと組み合わせると、このエンコーダを支持した内輪の回転に伴い、このセンサにより出力される検出信号が、上記不連続部分に於いて不連続になり、上記内輪及びこの内輪を外嵌支持した車軸の回転速度を正確に検出する事ができなくなる可能性がある。
【実施例２】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【産業上の利用可能性】
【００３１】
尚、本発明を実施する場合、保持環は、前記芯金２１（図１〜３）の様に金属板により造る代わりに、高機能樹脂（エンジニアリングプラスチック）等の非金属材により造っても良い。例えば、保持環を高機能樹脂を射出成形する事により造れば、材料の有効利用を図れる。又、前述の図８に示した従来構造の如く、回転輪が外輪である場合には、上記保持環は回転輪に内嵌固定する。この場合に円輪部は、円筒部の一端から直径方向内方に折り曲げる。更に、前述した実施例１では、エンコーダ２０の片側面を上記芯金２１の円輪部２６の片側面に接着固定した例を示したが、この芯金２１を磁性金属板により造った場合には、上記エンコーダ２０を、上記円輪部２６の片側面に、このエンコーダ２０自身の磁力により吸着する事もできる。この場合には、エンコーダ２０を芯金２１に接着する必要がなくなり、エンコーダ付の自動車の車輪用転がり軸受ユニットの製造作業を、より一層簡略化して、より一層のコスト低廉化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例１を示す断面図。
【図２】図１のＡ部拡大図。
【図３】図１の構造を構成するエンコーダと芯金とを取り出して示す断面図。
【図４】ゴムを圧延加工して板材を造ると共に、このゴム中に混入した磁性材の粉末の配向度を揃える方法の１例を示す略図。
【図５】磁性材の粉末を混入したゴム製の板材を打ち抜き加工して、円環状のエンコーダを形成する方法の１例を示す略断面図。
【図６】図５の方法により、複数個のエンコーダを打ち抜き加工した後の残材を示す平面図。
【図７】本発明とは異なり、磁性材の粉末を混入したゴム製の板材を、着磁後帯状に切断加工する状態を示す平面図。
【図８】従来構造の１例を示す断面図。
【図９】磁性材の粉末の磁化容易方向を示す斜視図。
【符号の説明】
【００３３】
１  内輪
２  内輪軌道
３  ハブ
４  外輪軌道
５  玉
６  シールリング
７  芯金
８  円筒部
９  シール材
１０  エンコーダ
１１  第二の保持環
１２  シールリップ
１３  センサ
１４  磁性材の粉末
１５  平面部
１６  エンコーダ
１７  外輪
１８、１９  組み合わせシール
２０  エンコーダ
２１  芯金
２２  シールリング
２３  シール材
２４  シールリップ
２５  円筒部
２６  円輪部
２７  ゴム材
２８  圧延ロール成型機
２９  ゴム製の板材
３０  剪断加工機
３１  保持ケース
３９  エンコーダ素片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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