(57)【要約】【課題】低コストで製造可能であると共に、着磁ピッチの精度が高く、着磁部の位置確認の容易な磁気式ロータリエンコーダ用パルサーリングを提供する。【解決手段】回転体に装着される環状のホルダ１４１に、ゴム状弾性材料又は合成樹脂材料に磁性粉末を混合した材料からなり一方向の磁界により全周均一に磁化されたパルサー本体１４２が一体的に設けられている。パルサー本体１４２は、所定の位相間隔で配置された多数の被検出リブ１４２ａを有する。磁気パターンが被検出リブ１４２ａの位相間隔と対応するため、磁気パターンを目視によって容易に確認することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体（２）に装着される環状のホルダ（１４１）に、ゴム状弾性材料又は合成樹脂材料に磁性粉末を混合した材料からなり磁化されたパルサー本体（１４２）が一体的に接合され、このパルサー本体（１４２）は、所定の位相間隔（α）で配置された多数の被検出リブ（１４２ａ，１４２ａ’，１４２ｅ，１４２ｆ）を有することを特徴とする磁気式ロータリエンコーダ用パルサーリング。
【請求項２】
被検出リブ（１４２ａ，１４２ａ’，１４２ｅ，１４２ｆ）が、一部で円周方向に互いに連続していることを特徴とする請求項１に記載の磁気式ロータリエンコーダ用パルサーリング。
【請求項３】
パルサー本体（１４２）が一方向の磁界により全周均一に磁化されたことを特徴とする請求項１に記載の磁気式ロータリエンコーダ用パルサーリング。
【請求項４】
各被検出リブ（１４２ａ，１４２ａ’，１４２ｅ，１４２ｆ）の間に位置して、非磁性部材（１４３）が充填され、ホルダ（１４１）に一体的に接合されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の磁気式ロータリエンコーダ用パルサーリング。
【請求項５】
非磁性部材（１４３）が、パルサー本体（１４２）と色彩の異なる材料又は透明な材料からなることを特徴とする請求項４に記載の磁気式ロータリエンコーダ用パルサーリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気式ロータリエンコーダの被検出体であるパルサーリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）においては、前後輪の回転検出が行われる。そして、このような回転検出箇所は、密封の必要な箇所でもあるため、従来から、例えば下記の特許文献１に開示されているように、回転体の軸周を密封する密封装置の回転側密封要素に、磁気式ロータリエンコーダの被検出要素であるパルサーリングを一体的に設けることによって、ロータリエンコーダ及び密封装置の装着箇所の省スペース化を図ったものが知られている。
【特許文献１】特開２００２−４８２４７
【０００３】
図１０は、このような従来のパルサーリングを有する密封装置の一例を、軸心を通る平面で切断して示す断面図、図１１は、図１０の密封装置におけるパルサーリングを示す断面斜視図である。すなわち、図１０に示される密封装置１００は、例えば自動車の車輪懸架装置における軸受の非回転の外輪１１１に金属環１０１を介して固定されるサイドリップ１０２及びラジアルリップ１０３と、回転側である内輪１１２に装着されたパルサーリング１０４とを備える。パルサーリング１０４は、サイドリップ１０２及びラジアルリップ１０３に密封的に摺接されるスリンガ１０４ａと、その外側面に一体的接着されたパルサー本体１０４ｂからなる。また、パルサーリング１０４の外側には、パルサー本体１０４ｂに近接対向させて、磁気センサ１０５が配置されている。
【０００４】
パルサー本体１０４ｂは、磁性粉体を混入したゴム状弾性材料で平たい円盤状に成形されたものであって、図１１に示されるように、Ｎ極とＳ極が周方向交互に着磁されている。パルサーリング１０４と磁気センサ１０５は、磁気式ロータリエンコーダを構成するものであり、車輪の回転によって、図１０に示される内輪１１２と共にパルサーリング１０４が回転すると、磁気センサ１０５から、その検出面の正面をパルサー本体１０４ｂのＮ極とＳ極が交互に通過することによって、これに対応したパルス信号Ｐが出力される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、パルサー本体１０４ｂにおけるＮ極とＳ極の着磁ピッチの精度は、回転角の検出精度に影響するため、ロータリエンコーダの信頼性を向上するためには、着磁ピッチの精度をできるだけ高いものとする必要がある。このため従来、パルサー本体１０４ｂの多極着磁は、高精度の多極着磁ヘッドを有する着磁設備や、円周方向割り付け方式の着磁ヘッドを有する着磁設備を用いて行われており、設備コストが高いものとなっていた。しかも、着磁精度の確認には、目視などの簡便な方法では不可能であり、磁気特性計測器を用いる必要があった。
【０００６】
また、エンジンのクランク角検出のためにクランクシャフトに装着される磁気式ロータリエンコーダの場合、エンジンの点火時期制御等の目的で、パルサー本体１０４ｂの円周方向一箇所に、例えばピストンの上死点（ＴＤＣ）等の特定のポジションを検出するための、非着磁部又は径方向への着磁長さの異なる着磁部からなるポジション検出部を設けるが、これを高い位置精度で設けることが困難であった。しかも、このようなポジション検出部も、目視によって確認することができないため、クランクシャフトへの組み込みの際に、ピストンの上死点となるクランク角と、ポジション検出部の位相とを合わせるのに、その都度、磁気計測器等を用いて確認する必要があり、作業の煩雑さを来すなどの問題が指摘されている。
【０００７】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、低コストで製造可能であると共に、着磁ピッチの精度が高く、しかも着磁部の位置確認の容易な磁気式ロータリエンコーダ用パルサーリングを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した技術的課題は、本発明によって有効に解決することができる。すなわち、請求項１の発明に係る磁気式ロータリエンコーダ用パルサーリングは、回転体に装着される環状のホルダに、ゴム状弾性材料又は合成樹脂材料に磁性粉末を混合した材料からなり磁化されたパルサー本体が一体的に接合され、このパルサー本体は、所定の位相間隔で配置された多数の被検出リブを有するものである。
【０００９】
請求項２の発明に係る磁気式ロータリエンコーダ用パルサーリングは、請求項１に記載の構成において、各被検出リブが、一部で円周方向に互いに連続しているものである。
【００１０】
請求項３の発明に係る磁気式ロータリエンコーダ用パルサーリングは、請求項１に記載の構成において、パルサー本体が一方向の磁界により全周均一に磁化されたものである。
【００１１】
請求項４の発明に係る磁気式ロータリエンコーダ用パルサーリングは、請求項１〜３のいずれかに記載の構成において、各被検出リブの間に位置して、非磁性部材が充填され、ホルダに一体的に接合されたものである。
【００１２】
請求項５の発明に係る磁気式ロータリエンコーダ用パルサーリングは、請求項４に記載の構成において、非磁性部材が、パルサー本体と色彩の異なる材料又は透明な材料からなるものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明に係る磁気式ロータリエンコーダ用パルサーリングによれば、磁気パターンがパルサー本体のパターンと対応し、すなわち着磁ピッチが被検出リブの位相間隔と対応するため、着磁ピッチの管理が容易であり、磁気パターンを目視によって容易に確認することができ、このため、組み込み作業を容易化することができるばかりでなく、組み込みミスも防止することができる。また、被検出リブの位相間隔又は径方向長さが円周方向一箇所で異なるパターンを有することによって、例えばピストンの上死点等の特定ポジションを検出可能としたものや、内外周にマルチトラックをなすパターンなども、容易に形成することができる。また、パルサー本体は、円周方向分割形状であるため、熱膨張や熱収縮によるストレスを受けにくく、耐久性を向上することができる。
【００１４】
請求項２の発明に係る磁気式ロータリエンコーダ用パルサーリングによれば、各被検出リブが内周側又は外周側で円周方向に互いに連続しているため、射出成形等によって容易に成形することができる。
【００１５】
請求項３の発明に係る磁気式ロータリエンコーダ用パルサーリングによれば、パルサー本体を一方向の磁界により全周均一に磁化するだけで、被検出リブのパターンと対応する磁気パターンの書き込みが行われるため、多極着磁の必要がなく、安価に製作することができる。
【００１６】
請求項４の発明に係る磁気式ロータリエンコーダ用パルサーリングによれば、各被検出リブが、その両側に充填され接合された非磁性部材によって支持されるため、被検出リブの変形による着磁ピッチの変化、ひいては検出精度の低下を防止することができる。
【００１７】
請求項５の発明に係る磁気式ロータリエンコーダ用パルサーリングによれば、請求項４の非磁性部材が、パルサー本体と色彩の異なる材料又は透明な材料からなるため、パルサー本体の被検出リブによる磁気パターンを目視によって明瞭に識別することができ、このため請求項１と同様、組み込み作業を容易化することができるばかりでなく、組み込みミスも防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る磁気式ロータリエンコーダ用パルサーリングの好ましい実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係る磁気式ロータリエンコーダ用パルサーリング１４を備えた密封装置１を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図、図２は、本発明の第一の形態によるパルサーリング１４を示す断面斜視図、図３は、図２のパルサーリング１４を被検出リブ１４２ａの延長方向と直交する方向に切断して示す断面図、図４は、図２のパルサーリング１４におけるパルサー本体１４２の磁気パターンを示す図である。
【００１９】
まず図１において、参照符号１は密封装置、参照符号２は回転軸、参照符号３は、回転軸２の外周に存在する非回転のシールハウジングである。回転軸２は、請求項１に記載された回転体に相当するものである。
【００２０】
密封装置１は、シールハウジング３に圧入嵌着される取付環１１と、この取付環１１に一体的に設けられたサイドリップ１２及びラジアルリップ１３と、回転軸２の外周面に装着されるパルサーリング１４とを備える。また、密封装置１の大気側には、磁気抵抗素子からなる磁気センサ４が配置され、シールハウジング３側に固定されている。
【００２１】
取付環１１は、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス加工することによって製作されており、サイドリップ１２及びラジアルリップ１３は、ゴム状弾性材料で成形されると共に、その基部が取付環１１に加硫接着されている。また、パルサーリング１４は、スリンガ１４１と、このスリンガ１４１に一体的に設けられたパルサー本体１４２からなる。
【００２２】
パルサーリング１４におけるスリンガ１４１は、請求項１に記載された環状のホルダに相当するものであって、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス加工することにより製作され、円盤状に展開するシールフランジ１４１ａと、その内周から機内側へ延びて回転軸２の外周面に密嵌されるスリーブ部１４１ｂとを有する。そして、サイドリップ１２の先端部は、前記シールフランジ１４１ａの内側面に摺動可能に密接され、ラジアルリップ１３の先端部は、前記スリーブ部１４１ｂの外周面に摺動可能に密接されている。
【００２３】
パルサーリング１４におけるパルサー本体１４２は、ゴム状弾性材料又は合成樹脂材料にフェライト等の磁性粉末を混合した材料からなり、射出成形など、密閉型の成形方法によって、スリンガ１４１におけるシールフランジ１４１ａの外側面に、成形と同時に一体的に加硫接着したものである。このパルサー本体１４２は、図２及び図４に示されるように、シールフランジ１４１ａの半径方向に延びると共に等位相間隔で形成された多数の被検出リブ１４２ａと、その内周端部同士を互いに連続するように円周方向に延びる環状部１４２ｂからなり、円周方向に隣接する被検出リブ１４２ａ，１４２ａ間は、シールフランジ１４１ａが露出した切欠部１４２ｃとなっている。
【００２４】
パルサー本体１４２は、一方向の磁界によって全周均一に磁化されている。このため図３に示されるように、各被検出リブ１４２ａは、互いに同じ極性をもって着磁され、すなわち互いに同方向の磁界を有する。そして、図１に示される磁気センサ４の検出面は、パルサーリング１４におけるパルサー本体１４２に、軸方向に近接対向しており、このパルサーリング１４と磁気センサ４によって、磁気式ロータリエンコーダが構成されている。
【００２５】
以上の構成において、図１に示される密封装置１は、非回転のシールハウジング３の内周に取付環１１を介して取り付けられたサイドリップ１２及びラジアルリップ１３の全周が、回転軸２と共に回転するパルサーリング１４のスリンガ１４１のシールフランジ１４１ａ及びスリーブ部１４１ｂと密接摺動されることによって、密封機能を奏するものである。
【００２６】
また、パルサーリング１４は、回転軸２と一体的に回転するので、磁気センサ４の検出面の前方を、パルサー本体１４２の被検出リブ１４２ａが、円周方向へ順次通過する。そして、各被検出リブ１４２ａの磁界の強度は、図３に破線で示されるように分布しているため、磁気センサ４は、これを横切る磁束の変化に対応した波形のパルス信号Ｐを発生する。したがって、磁気センサ４から出力されるパルス信号Ｐの周波数は、回転軸２の回転数に比例しており、このパルス列から、回転軸２の回転速度や回転角を検出し、各種の制御に供することができる。
【００２７】
この形態によるパルサーリング１４は、パルサー本体１４２が一方向の磁界により全周均一に磁化されたものであるため、磁気パターンがパルサー本体１４２の形状パターンと対応する。すなわち、図３に示されるように、着磁ピッチが被検出リブ１４２ａの位相間隔αと対応し、ひいては、パルサー本体１４２を成形する金型の加工精度に依存される。このため、異なる磁極を交互に着磁するための高精度の多極着磁装置などを用いることなく、単純な一方向磁界による着磁装置で磁気パターンを書き込むことができ、しかも着磁ピッチの精度を向上することができる。また、磁気パターンがパルサー本体１４２（被検出リブ１４２ａ）の形状パターンと対応するため、これを目視によって容易に確認することができ、回転軸２へ組み込む際の円周方向の位置合わせなどを、容易に行うことができ、装着ミスなども防止することができる。
【００２８】
また、パルサー本体１４２は、図４に示されるように、被検出リブ１４２ａが半径方向へ細長く延びる形状とするので、成形において、未硬化のゴム材料又は合成樹脂材料が充填される際に細長い流れとなり、材料中の磁性粉末の配向性が得られやすい。このため全周均一な着磁を行いやすく、結果的に、着磁精度の高い高性能のパルサーリング１４を得ることができる。また、被検出リブ１４２ａが円周方向分割形状であるため、被検出リブ１４２ａは、使用中の熱膨張や熱収縮によるストレスを受けにくく、硬化割れなどに対するタフネスを向上することができる。
【００２９】
また、サイドリップ１２及びラジアルリップ１３は、スリンガ１４１と密接摺動されることによって、発熱するが、この形態のように、パルサー本体１４２の切欠部１４２ｃにおいて、スリンガ１４１のシールフランジ１４１ａが露出しているので、シールフランジ１４１ａを介して効率良く放熱が行われる。
【００３０】
次に図５は、本発明の第二の形態によるパルサーリング１４を示す断面斜視図、図６は、図５のパルサーリング１４を被検出リブ１４２ａの延長方向と直交する方向に切断して示す断面図である。この第二の形態において、先に説明した第一の形態と異なるところは、各被検出リブ１４２ａ，１４２ａの間に、非磁性部材１４３が充填されている点にある。非磁性部材１４３は、例えば硬質のゴム状弾性材料又は合成樹脂材料からなるものであって、パルサー本体１４２と連続した平面をなすように形成されており、スリンガ１４１のシールフランジ１４１ａ及びパルサー本体１４２の双方と密着状態に一体接合されている。
【００３１】
この構成によれば、細長い形状に形成された被検出リブ１４２ａ，１４２ａ，…が、円周方向両側から硬質のゴム状弾性材料又は合成樹脂材料からなる非磁性部材１４３によって支持され、強度が補償される。このため、被検出リブ１４２ａ，１４２ａ，…の変形による着磁ピッチの変化を防止し、ひいては検出精度の低下を防止することができる。
【００３２】
この場合、パルサー本体１４２は、磁性粉末を混合した有色材料であるため、好ましくは非磁性部材１４３を透明、あるいはパルサー本体１４２と色彩の異なるなゴム状弾性材料又は合成樹脂材料からなるものとする。このようにすれば、目視によって、着磁部であるパルサー本体１４２の形状パターンを明瞭に識別することができる。このため、回転軸２へ組み込む際の円周方向の位置合わせなどを、容易に行うことができる。
【００３３】
次に、図７、図８及び図９は、それぞれパルサー本体１４２のパターンの異なるパルサーリング１４を示す説明図である。このうち、図７及び図８のパルサーリング１４は、例えばエンジンのクランク角検出のためにクランクシャフトに装着される磁気式ロータリエンコーダにおいて、エンジンの点火時期制御等の目的で、パルサー本体１０４ｂの円周方向一箇所に、例えばピストンの上死点（ＴＤＣ）等の特定のポジションを検出するためのポジション検出部１４２ｄを設けたものである。
【００３４】
詳しくは、図７におけるポジション検出部１４２ｄは、パルサー本体１４２における被検出リブ１４２ａの等配部分の位相間隔αに対し、位相間隔が２αの部分を円周方向一箇所に設けたものであり、図８におけるポジション検出部１４２ｃは、径方向長さを外径側へ長くした特定ポジション検出用の被検出リブ１４２ａ’を円周方向一箇所に設け、その他の被検出リブ１４２ａは短い均等な長さとしたものである。また、図８に示されるものでは、被検出リブ１４２ａの回転軌跡に対向する回転数及び回転角検出用の磁気センサ４Ａと、被検出リブ１４２ａの回転軌跡よりも外周側で被検出リブ１４２ａ’の外径部の回転軌跡に対向するＴＤＣ等の特定ポジション検出用の磁気センサ４Ｂとを有する。
【００３５】
本発明によれば、このようなポジション検出部１４２ｄも、パルサー本体１４２を成形する金型の加工精度によって、高い位置精度で設けることができる。また、ポジション検出部１４２ｄの位置も、他の部分とのパターンの相違によって、目視で容易に確認することができ、このため、パルサーリング１４を回転軸２へ組み込む際に、ピストンの上死点となるクランク角と、ポジション検出部１４２ｄとを、目視により容易に位置合わせすることができ、組み込み作業を容易化することができるばかりでなく、組み込みミスも防止することができる。
【００３６】
なお、ポジション検出部１４２ｄとしては、図７及び図８の形態以外にも、例えば円周方向一箇所で被検出リブ１４２ａの幅や本数を変えるなど、他の手段を採用することができる。
【００３７】
また、図９に示されるパルサーリング１４は、パルサー本体１４２が、互いに同心の複数の円周に沿って形成されたマルチトラックをなすものである。詳しくは、パルサー本体１４２は、スリンガ１４１のシールフランジ１４１ａにおける内周側に偏在して設けられた内周トラックＴ１と、前記シールフランジ１４１ａにおける外周側に偏在して設けられた外周トラックＴ２を有し、パルサーリング１４の外側には、内周トラックＴ１と対向する磁気センサ４Ｃと、外周トラックＴ２と対向する磁気センサ４Ｄが配置される。
【００３８】
内周トラックＴ１は、半径方向に延びると共に内周端部同士が環状部１４２ｂを介して互いに連続した多数の被検出リブ１４２ｅからなり、外周トラックＴ２は、半径方向に延びる多数の被検出リブ１４２ｆからなる。内周トラックＴ１の被検出リブ１４２ｅと、外周トラックＴ２の被検出リブ１４２ｆは、互いに同じ位相間隔αで、かつαよりも小さい角度βだけ互いに異なる位相をもって形成され、内周トラックＴ１の被検出リブ１４２ｅの外周端部と外周トラックＴ２の被検出リブ１４２ｆの内周端部は、一部で互いに繋がっている。
【００３９】
すなわち図９に示されるパルサーリング１４によれば、被検出リブ１４２ｅ，１４２ｆの位相差βによって、磁気センサ４Ｃと磁気センサ４Ｄからの出力波形に位相差を生じるので、回転数や回転角のほか、回転方向も検出可能である。
【００４０】
被検出リブ１４２ｅの外周端部と被検出リブ１４２ｆの内周端部が繋がったパターンであるため、このパルサーリング１４の製造においては、成形の際に、環状部１４２ｂ側からの成形材料の充填によって、成形材料が内周側から全ての被検出リブ１４２ｅ，１４２ｆへ賦形されるので、このような磁気パターンも容易に、かつ高精度で形成することができる。
【００４１】
図９に示されるパルサーリング１４では、内周トラックＴ１の被検出リブ１４２ｅと、外周トラックＴ２の被検出リブ１４２ｆを、互いに同数（同じ位相間隔α）としたが、互いに異なる位相間隔（異なる数）とすることによって、異なる分解能を設定することもできる。そして、図７、図８及び図９に示されるパターンにおいても、図５及び図６と同様、各被検出リブ間に、透明又は色彩の異なる硬質のゴム状弾性材料又は合成樹脂材料からなる非磁性部材１４３を充填して一体接合した構造とすることができる。
【００４２】
また、本発明は、図１のような密封装置１と一体型のものではないパルサーリング、すなわちホルダが密封装置の回転側密封要素を構成しないパルサーリングについても同様に実施することができ、また、円筒状のホルダの外周面にパルサーリング（被検出リブ）を形成したものについても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る磁気式ロータリエンコーダ用パルサーリングを備えた密封装置を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。
【図２】本発明に係る磁気式ロータリエンコーダ用パルサーリングの第一の形態を示す断面斜視図である。
【図３】図２のパルサーリングを被検出リブの延長方向と直交する方向に切断して示す断面図である。
【図４】図２のパルサーリングにおけるパルサー本体の磁気パターンを示す説明図である。
【図５】本発明に係る磁気式ロータリエンコーダ用パルサーリングの第二の形態を示す断面斜視図である。
【図６】図５のパルサーリングを被検出リブの延長方向と直交する方向に切断して示す断面図である。
【図７】パルサーリングにおけるパルサー本体のパターンの異なる例を示す説明図である。
【図８】パルサーリングにおけるパルサー本体のパターンの異なる他の例を示す説明図である。
【図９】パルサーリングにおけるパルサー本体のパターンの異なる他の例を示す説明図である。
【図１０】従来構造のパルサーリングを有する密封装置の一例を、軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【図１１】図１０の密封装置におけるパルサーリングを示す断面斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  密封装置
１４  パルサーリング
１４１  スリンガ（環状のホルダ）
１４１ａ  シールフランジ
１４１ｂ  スリーブ部
１４２  パルサー本体
１４２ａ，１４２ａ’，１４２ｅ，１４２ｆ  被検出リブ
１４２ｂ  内周部
１４２ｃ  切欠部
１４２ｄ  ポジション検出部
１４３  非磁性部材
２  回転軸（回転体）
３  シールハウジング
４，４Ａ〜４Ｄ  磁気センサ
【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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【図１０】
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【図１１】
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