(57)【要約】【課題】保護機能を備えながら有効検出磁力の低下を来たさず、しかも簡易に製することができる新規なトーンホイールを提供する。【解決手段】固定側部材５に設置された磁気センサー９とによって回転数を検出する為の磁気エンコーダＥを構成するよう回転側部材４に固定されるトーンホイール１０であって、上記回転側部材４に嵌合固定される金属補強環７１と、該金属補強環７１に上記磁気センサー９に対向するよう固着一体とされた磁性ゴム環１１と、該磁性ゴム環１１の少なくとも磁気センサー側の面１１ａを覆い且つ網目空間１２ａ内に当該ゴムが浸透した状態で一体とされた保護網体１２とよりなり、上記磁性ゴム環１１は該保護網体１２が一体とされた状態でその周方向に沿って多数のＮ極、Ｓ極が交互に着磁されていることを特徴とする。【選択図】図２
2006322810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側部材に設置された磁気センサーとによって回転数を検出する為の磁気エンコーダを構成するよう回転側部材に固定されるトーンホイールであって、
上記回転側部材に嵌合固定される金属補強環と、該金属補強環に上記磁気センサーに対向するよう固着一体とされた磁性ゴム環と、該磁性ゴム環の少なくとも磁気センサー側の面を覆い且つ網目空間内に当該ゴムが浸透した状態で一体とされた保護網体とよりなり、上記磁性ゴム環は該保護網体が一体とされた状態でその周方向に沿って多数のＮ極、Ｓ極が交互に着磁されていることを特徴とするトーンホイール。
【請求項２】
請求項１に記載のトーンホイールにおいて、
前記金属補強環、磁性ゴム環及び保護網体は、磁性ゴム環の加硫成型時に相互に固着一体とされ、前記ゴムの網目空間内への浸透はこの加硫成型時になされたものであることを特徴とするトーンホイール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のトーンホイールにおいて、
前記保護網体が金網からなることを特徴とするトーンホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用車輪等の回転数を検出する為の磁気エンコーダを構成するトーンホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用車輪には、その回転数を検出する為の磁気エンコーダが装備されることがある。この磁気エンコーダとしては、車輪の回転側部材、例えば、車輪軸受システムにおけるシールリングのスリンガと共に構成されるト−ンホイールと、車体側に固定されト−ンホイールの表面に近接される磁気センサーとより構成されるものが挙げられる。また、ト−ンホイールとしては、回転側部材に嵌合固定される円筒状部分を有する金属補強環（スリンガ）と、該金属補強環に貼着一体とされる磁性ゴム環とよりなり、磁性ゴム環には、その円周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互に繰返す着磁域を形成したものが採用される。磁気センサーは、ト−ンホイールの回転に伴うＮ極、Ｓ極の交互の磁気変化を検出するもので、この検出情報に基づき回転数が算出される。
【０００３】
上記ト−ンホイールは、自動車の車輪軸受部に取付けられる場合、石、砂、ゴミ等の塵埃が、磁性ゴム環の被検出面である磁気センサー側の面に付着し、回転に伴いこれらの塵埃等によって被検出面が傷付き、検出精度が低下することがある。特に、自動車の車輪軸受部に取付けられる場合は、その過酷な環境によって、上記不具合の発生頻度が高くなる。その為、特許文献１或いは特許文献２に示すように、上記トーンホイールの被検出面を保護カバーで覆い、被検出面の損傷を防止するような対策が講じられることもなされている。
【特許文献１】特開２００１−２４１４３５号公報
【特許文献２】特開２００２−２８６７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記保護カバーは、非磁性体の金属からなるが、磁性ゴム環の被検出面とセンサーとの間に存在するから、磁性ゴム環が発する磁界の障害になり、磁性ゴム環が発する有効検出磁力の低下を余儀なくされる。また、磁性ゴム環の被検出面とセンサーとの間には、少なくとも保護カバーの厚み分のスペース（エアギャップ）を確保する必要があり、それだけ磁性ゴム環の被検出面とセンサーとの間の距離が遠くなり、これも有効検出磁力の低下の要因となる。更に、製造工程では、保護カバーを取付ける為の工程が増え、しかも、その取付け工程は、カシメのような技量を要し且つ煩わしさを伴うものであり、製造効率の低下と製造コストの高騰を来たす原因ともなっていた。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、保護機能を備えながら有効検出磁力の低下を来たさず、しかも簡易に製することができる新規なトーンホイールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明に係るトーンホイールは、固定側部材に設置された磁気センサーとによって回転数を検出する為の磁気エンコーダを構成するよう回転側部材に固定されるトーンホイールであって、上記回転側部材に嵌合固定される金属補強環と、該金属補強環に上記磁気センサーに対向するよう固着一体とされた磁性ゴム環と、該磁性ゴム環の少なくとも磁気センサー側の面を覆い且つ網目空間内に当該ゴムが浸透した状態で一体とされた保護網体とよりなり、上記磁性ゴム環は網体が一体とされた状態でその周方向に沿って多数のＮ極、Ｓ極が交互に着磁されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明において、請求項２の発明のように、前記金属補強環、磁性ゴム環及び保護網体が、磁性ゴム環の加硫成型時に相互に固着一体とされ、前記ゴムの網目空間内への浸透はこの加硫成型時になされたものとすることができる。そして、前記保護網体としては、請求項３の発明のように、金網からなるものが望ましく採用されるが、樹脂その他の無機繊維によって編成された網体も除外するものではない。
【０００８】
上記金網としては、線径０．１０〜０．５０ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４３０ＪＩＬ、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ４０４、Ｌ）等の金属線材（繊維）を、編成或いは織成した金網が例示される。金網を構成する金属線材としては、上記の他に、鉄線、鋼線、亜鉛めっき鉄線、亜鉛めっき鋼線、ニッケルメッキ鋼線、アルミニウム線、銅線、リン青銅線、ニッケル線、モネルメタル線が望ましく採用される。また、金網の形態としては、これら線材による、平織、綾織、畳織、筵織、簾織等の織物、或いは結節網、無結節網、本目網、蛙叉網、ラッセル網、綟子網、織網等の編物が採用される。
【０００９】
また、上記磁性ゴム環を構成するゴム材（ゴムコンパウンド）としては、アクリルゴム（ＡＣＭ）、エチレンーアクリルゴム（ＡＥＭ）、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンープロピレンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、エチレン酢ビゴム、塩化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、天然ゴム等のゴムに、老化防止剤、加工助剤、加硫剤等のゴム薬品、及び、カーボンブラック、シリカ、クレー、炭酸カルシウム、ゼオライト等の無機充填材を添加して調製される。そして、このゴム材の調製に際して、フェライト等の磁性粉末が添加混練される。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明に係るトーンホイールによれば、金属補強環に固着一体とされた磁性ゴム環の少なくとも磁気センサー側の面が、保護網体により覆われているから、塵埃等のアタックによってその被検出面が損傷されるようなことがない。また、保護網体は、その網目空間内に磁性ゴム環を構成するゴムが浸透した状態で該磁性ゴム環に一体とされ、しかも、磁性ゴム環は網体が一体とされた状態でその周方向に沿って多数のＮ極、Ｓ極が交互に着磁されているから、保護網体の表面には磁性ゴム環を構成する着磁されたゴムが存在することになり、保護網体の表面が実質的な検出磁界を発する被検出面となる。従って、この被検出面が直接磁気センサーに対峙する状態となり、被検出面と磁気センサーとの間隔、即ち、エアギャップを可能な限り小さくすることができ、検出有効磁力が低下せず、検出精度の高い磁気エンコーダを構成することができる。
【００１１】
また、請求項２の発明のように、金属補強環、磁性ゴム環及び保護網体が、磁性ゴム環の加硫成型時に相互に固着一体とされたものとすれば、１回の工程で保護網体の一体化もなし得、従来のように保護カバーを取付ける為の煩わしく且つ技量を要するような別工程を不要とし、製造効率の向上と製造コストの低減化が図られる。そして、前記ゴムの網目空間内への浸透はこの加硫成型時になされたものとすれば、この浸透ゴムと保護網体とが相互に絡み合って固着一体とされるから、磁性ゴム環と保護網体との一体化に接着剤を介在させる必要がなく、材料コストの高騰を来たすこともない。更に、請求項３の発明のように、保護網体を金網とすれば、その強靭性によって、磁性ゴム環の保護特性が一層顕著となる。また、金網は、上記のように各種金網が市販されているから、目的に応じて適宜その選択採用が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の最良の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は本発明のトーンホイールを用いて組立てられた軸受構造の一例を示す縦断面図、図２は図１におけるＸ部の拡大図、図３は図２におけるＹ部の更に拡大図、図４（ａ）（ｂ）は同トーンホイールの変形例を示す部分切欠断面図である。
【実施例】
【００１３】
図１は自動車の車輪を転がり軸受ユニット１により支持する構造の一例を示すものであり、内輪（回転側部材）を構成するハブ２のハブフランジ２ａにボルト３によりタイヤホイール（不図示）が固定される。また、ハブ２に形成されたスプライン軸孔２ｂには駆動シャフト（不図示）がスプライン嵌合されて、該駆動シャフトの回転駆動力がタイヤホイールに駆動伝達される。そして、ハブ２は内輪部材４と共に内輪を構成する。外輪（固定側部材）５は、車体の懸架装置（不図示）に取付固定される。この外輪５と上記内輪（ハブ２及び内輪部材４）との間に２列の転動体（玉）６…がリテーナ６ａで保持された状態で介装されている。２列の転動体（玉）６…の軌道の外側には、上記転動体６…の転動部に装填される潤滑剤（グリス）の漏出或いは外部からの泥水等の浸入を防止するためのシールリング７、８が、外輪５と内輪（ハブ２及び内輪部材４）との間に装着されている。車体側シールリング７の外面に対面するよう、磁気センサー９が車体（固定側部材）に設置され、この磁気センサー９と後記するトーンホイール１０とにより、タイヤホイールの回転数或いは回転速度等を検出する磁気エンコーダＥが構成される。
【００１４】
図２は、車体側シールリング７の装着部の拡大断面図を、図３は更にその要部の拡大図を示す。該シールリング７は、上記内輪部材４の外周（外径面）に一体嵌合されるスリンガ（金属補強環）７１と、外輪５の内周（内径面）に一体嵌合される芯金７２と、ゴム等の弾性材からなり、先端部がスリンガ７１に弾性摺接するよう芯金７２に固着されたシールリップ７３とよりなり、これらの図のような組合せによりパックシールタイプのシールリングとして構成されている。図例のスリンガ７１は、円筒状部分７１ａと外向鍔状部分７１ｂとよりなり、円筒状部分７１ａが上記内輪部材４の外径面に圧ばめ固定される。上記シールリップ７３は、その先端部がこの円筒状部分７１ａの外周面及び外向鍔状部分７１ｂの内面に弾性摺接するよう配置される。外向鍔状部分７１ｂの車体側の面には磁性ゴム環１１が固着一体とされ、更に、磁性ゴム環１１の車体側部分を覆うように金網（保護網体）１２が固着一体とされている。磁性ゴム環１１及び金網１２と上記スリンガ７１とによりトーンホイール１０が構成され、該トーンホイール１０に対峙するよう前記磁気センサー９が車体に取付けられている。
【００１５】
次に、上記トーンホイール１０の製造方法について略述する。即ち、所定の形状のキャビティーが形成された下金型内に、予めステンレス鋼等の板金加工により上記形状に形成されたスリンガ７１をその円筒状部７１ａが下向きになるよう配置する。次いで、外向鍔状部７１ｂの車体側面に接着剤を塗布し、未加硫の上記ゴム材に磁性粉末を混練したゴムコンパウンドをその上に置く。更にその上に、リング状に打抜き加工し且つ溶剤により脱脂処理を行った上記金網１２をセットした上で、上金型によりこれらを一括して加熱・加圧成型する。この加熱・加圧成型により、ゴム材が加硫され、スリンガ７１の外向鍔状部７１ｂ上に磁性ゴム環１１として固着一体とされる。また、加圧付勢された上記ゴム材の一部が金網１２の網目空間内に流動・浸透し、この状態で磁性ゴム環１１と金網１２とが固着一体とされた成型体が得られる。この成型体の表面、即ち、車体側面１１ａより、公知の着磁装置の着磁ヨークを作用させることによって、多数のＮ極、Ｓ極が周方向に交互に並ぶ着磁域を形成し、上記トーンホイール１０が完成する。
【００１６】
図３は磁性ゴム環１１と金網１２とが固着一体とされた部分を拡大して模式的に示すものであり、金網１２は、縦横の金属線材１２ａ…を編成してなり、この縦横の金属線材１２ａ…によって囲まれた多数の網目空間１２ｂ…を保有する。前記加熱・加圧成型時には、未加硫のゴム材がこの網目空間１２ｂ…に流動・浸透し、この浸透した状態で加硫・硬化する。従って、この浸透硬化したゴム材のアンカー効果により、磁性ゴム環１１と金網１２とが、両者間に接着剤を介在させなくても強固に一体とされる。また、浸透したゴム材は磁性粉末を含有した状態で車体側面１１ａにまで至り、前記着磁により、この車体側面１１ａが、磁気センサー９に対峙する実質的な被検出面とされる。
【００１７】
上記のようにして得られたトーンホイール１０は、パックシールタイプのシールリング７として組立てられ、図１に示すように自動車の車輪軸受部に組込まれて、車体側に取付けられた磁気センサー９とによりエンコーダＥを構成する。このエンコーダＥにおいては、内輪部材４の回転に伴いトーンホイール１０が回転すると、被検出面たる車体側面１１ａから発するＮ極、Ｓ極の交互の磁気変化を磁気センサー９が検出し、この検出情報に基づき車輪の回転数や回転速度等が算出される。そして、被検出面たる車体側面１１ａは、可能な限り磁気センサー９に近づけることができ、エアギャップを小さくすることができるので、トーンホイール１０として保有する有効検出磁力の、磁気センサー９による検出効率が極めて高く、精度の高い回転数等の検出が約束される。しかも、磁性ゴム環１１は金網１２によって保護されているから、砂、石、泥等の塵埃のアタックを受けても損傷しにくく、上記有効検出磁力の低下を来たすこともない。
【００１８】
図４（ａ）（ｂ）は、上記トーンホイール１０の変形例を示すものであるが、（ａ）は、金網１２が磁性ゴム環１１と共に、スリンガ７１における外向鍔状部７１ｂの外周縁部分を巻き込むように形成されている点で上記と異なる。また、（ｂ）は、更に磁性ゴム環１１の内周側端縁部を覆うように形成されている点で上記と異なる。これらは、前記加熱・加圧成型時において、金型内にセットされるリング状金網１２の外径更には内径を変えることにより簡易に成型し得るものであり、その保護機能がより優れることから望ましく採用される。トーンホイール１０の形状はこれらに限らず、他の形状も可能であり、目的や適用箇所の条件に応じて適宜選択採用される。その他の構成は上記と同様であるので共通部分に同一の符号を付しその説明を割愛する。
【００１９】
尚、図１の例では、内輪が回転側である例を示したが、外輪が回転側である場合にも適用可能であり、この場合には外輪に本発明のトーンホイールが嵌合固定されることは言うまでもない。また、本発明のトーンホイールの適用例は、上記実施例に限定されず、回転側部材に取付けられ、固定側部材に設置された磁気センサーとによって、磁気エンコーダを構成するものであれば、その他のシール装置、軸受、軸受ユニット或いは適宜回転軸（駆動軸）にも本発明が適用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のトーンホイールを用いて組立てられた軸受構造の一例を示す縦断面図である。
【図２】図１におけるＸ部の拡大図である。
【図３】図２におけるＹ部の更に拡大図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は同トーンホイールの変形例を示す部分切欠断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
４      内輪部材（回転側部材）
５      外輪（固定側部材）
７１    スリンガ（金属補強環）
９      磁気センサー
１０    トーンホイール
１１    磁性ゴム環
１１ａ  車体側面（磁気センサー側の面）
１２    金網（保護網体）
１２ａ  網目空間
Ｅ      磁気エンコーダ
【図１】
2006322810.tif 000003
【図２】
2006322810.tif 000004
【図３】
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【図４】
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