JPH04212634A - 回転式速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、駆動車軸用のホイール
速度センサに係わり、特に車軸の改変を最低限にとどめ
て車軸に組込むためのホイール速度センサに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】自動車用トラクション制御システム又は
適応ブレーキシステムには、車両のホイール速度の情報
が必要である。現行のシステムに用いられているセンサ
は、駆動車軸に出費の多い変更を加える必要がある。１
例を挙げれば米国特許第３，７６９，５３３号の場合は
、ディファレンシャル・ケース外表と車軸内軸とに、間
隔をおいた歯が形成されている。これらの歯が、車軸ハ
ウジングに形成された開口内に保持された電磁式ピック
アップと協働するようになっている。このピックアップ
に適合させるための車軸ハウジングの改造には、高い出
費を要する。加えて、車軸潤滑油内に溜まる磁化可能の
汚染物質が電磁式ピックアップに引付けられ、次第に蓄
積されて、最後には磁気分路を生じさせ、システム故障
を生じさせる。また、複数電磁式ピックアップが互いに
接近して配置されて、米国特許第３，７６９，５３３号
に記載の形式でホイール速度データを集めるような場合
には、複数ピックアップ間の磁気干渉により、ホイール
速度に関し誤った信号が発せられる結果となる。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明によるホイール速
度センサは、軸方向にコンパクトな設計を利用して従来
形式の速度センサに改良を加え、現行の車軸を最小限に
改変するだけで車軸に十分に適合させることができる。 本発明による速度センサは、それぞれ歯を形成するスロ
ットを有する回転子と固定子とを有し、これらの回転子
と固定子が、磁気回路内で磁束を増減する環状磁石と接
続されている。この構造により、磁束の増減に従って回
転速度の測定が可能となる。回転子システムにより発生
せしめられる磁束変化は、公知の形式でワイヤのコイル
内に交流電圧を生ぜしめ、回転速度を表わす信号を発生
させる。

【０００４】２種の応用例を開示しておく。第１例では
、両車軸内軸の平均速度に対応する単一速度信号を、デ
ィファレンシャル・ケースの速度を決定する単一センサ
により発生させる。第２例では、各車軸内軸の実速度を
決定するのに用いる２重信号を２重センサにより発生さ
せる。この２重センサは、一方の内軸速度とディファレ
ンシャル・ケースの速度に相応する信号を、それぞれ用
意する。

【０００５】

【実施例】本発明の好適実施例は、車軸ハウジングに組
込まれた環状の回転式速度センサを有している。好まし
いセンサの１例は、図１に全体を符号１０で示してある
。

【０００６】このセンサは、定常的な孔１２内に組付け
られ、回転軸１４により駆動される。電気リード線１６
は内部の感知コイルから来ている。本発明で用いられる
回転式速度センサの複数実施例のいずれか１つの詳しい
構造は、１９８８年８月２４日付で提出され、現在は断
念した連続出願第０７／２３６，６８９号以下に記載さ
れている。

【０００７】図２に示した通り、センサの複数構成要素
は、センサ保持具１８内へ保持具左縁部から入れ子状に
受容される。縁部２０は、リップ２２と協働してセンサ
の構成要素を保持具１８内に保持している。図２に示し
た２重リップ設計は、本発明のセンサに用いられる好ま
しい保持具の１例にすぎない。接着剤も含めて、他の種
々の保持手段を利用可能である。環状の固定子２４，２
６により、内縁２８から外縁３０へ延びる閉磁束路が得
られる。歯３２とスロット３１は、周方向に間隔を置い
て半径方向に固定子２４，２６の内面に形成され、回転
子３６に設けられた対応歯３４と対応スロット３３と噛
合って回転速度感知手段を形成する。軸方向に磁極を有
する磁石３８により、センサ１０用の磁束が得られる。 符号４０で示した感知コイルは、センサ軸線と一致する
軸線を有する単一の多重卷線から成っている。リード線
１６は、コイル４０の両端から延び、回転速度信号を表
わす交流電圧を外部信号処理ユニット（図示せず）接続
する。

【０００８】この実施例の場合、回転子３６は軸１４に
より駆動される。回転子３６は、コイル４０内に配置さ
れ、更に、回転子とコイルの組合せ体が磁石３８内に同
軸配置されている。この集合体が、更に、固定子２４，
２６と同軸的に、これら固定子の間に配置されている。

【０００９】図３は、図１に示したセンサの断面図であ
る。この図には、回転子３６と、コイル４０と、磁石３
８との配置関係が示してある。固定子２４，２６は、比
較的薄手の部材で、たとえば２２ゲージの１０１０鋼で
造られている。図示の設計では、固定子２４，２６は、
たとえば射出成形プラスチックの非磁性材料４４の層に
より裏打ちされている。保持具１８の協働リップは、リ
ップ内にセンサ構成要素を保持するために用いられてい
る。固定子２４，２６のこの特殊な断面には、各固定子
のスロットが符号３１で示してある。固定子の歯とスロ
ットとは、型打ち又はエッチング等の種々の方法で形成
できる。最終的な構成では、スロット３１には、好まし
くは裏打ち材料４４が詰込まれる。スロツトをふさぐこ
とにより、各固定子の内面には滑らかな連続的な表面が
出来上るので、回転子３６が、この表面を擦っても損傷
は生じない。コイル４０は、ボビン４６に包まれて示さ
れている。コイル４０の端部には、リード線が連結され
、ボビン４６の耐張部材４８を通って外部へ出されてい
る。固定子２４と裏打ち材料４４には、耐張部材４８を
貫通させる穴が設けられている。回転子３６は、固定子
２４，２６の間のスペースより、いくらか狭幅にされ、
軸方向の回転間隙が生じるようにされており、また回転
子３６の外径は、コイル４０の内径より小さくされ、半
径方向の間隙が生じるようにされている。

【００１０】回転子３６の製作に利用される技術は、い
くつか存在する。たとえば、回転子３６は、一体の素子
でもよければ、外側向きの歯を有する２個の半部を一体
の回転子として操作するようにしてもよい。回転子は、
好ましくは、プラスチックその他の適当な材料（たとえ
ば裏打ち材料４４）に包み込んでおき、スロット３３が
埋められ、平らにされるようにする。

【００１１】回転子３６の内径上に見られるハブ５０は
エラストマ製のリング５２を保持している。リング５２
は４つの機能を有している。第１は、車軸１４と回転子
３６のハブ５０との間に摩擦駆動を生じさせる機能であ
る。第２は、回転子駆動部材に対して、回転子を振動絶
縁する機能である。第３は、固定子２４，２６とリング
５２との接触区域により、磁束路やセンサ１０の可動部
品を汚染物質から護る回転シールを生ぜしめる機能であ
る。第４は、固定子シール面にリングを押圧することで
、回転子３６の復心力を生ぜしめ、回転子が固定子２４
，２６に接触するのを防ぐ機能である。

【００１２】リング５２による回転子の摩擦駆動は、回
転式速度センサには好ましい駆動手段である。しかし、
他の駆動手段も、回転軸のスロットと噛合う舌状部やキ
ーを含めて、シール付きでもシール無しでも、用いるこ
とができる。

【００１３】環状の閉磁束路５３（汚染物質がセンサに
引付けられるのを防止する）は、コイル４０を回り、磁
石３８の一方の側から軸方向へ隣接の一方の固定子へ達
し、この固定子を軸方向に通過し、軸方向に回転子３６
に入り、この回転子３６から出、他方の固定子に入り、
最後に半径方向にこの第２の固定子を通過し磁石３８へ
戻る。回転子３６が回転すると、回転子と固定子との歯
３４，３２は磁路の磁気抵抗を増減せしめるため、交互
に並列位置に出入する。磁気抵抗の変化は、磁路内の磁
束を増減させる。この磁束の変化により、公知の原理に
従ってコイル４０内に電圧が発生する。リード線１６の
出力電圧は、回転速度に比例する振幅と、回転速度に３
６０度にわたる歯数を乗じた値に等しい振動数とを有す
る交流電圧である。

【００１４】本発明のような扁平のコンパクトな速度セ
ンサの１つの用途は、車両の駆動軸でのホイル速度測定
である。図４には、ディファレンシャル・ケース調節リ
ング１６２内に配置されたセンサ１１０が示してある。 車軸キャリヤ１６４は固定され、サスペンション・シス
テムを介して車両に結合されている。ディファレンシャ
ル・ケース１６６は、環状ギヤ１６８を保持し、ピニオ
ンにより回転駆動される。ディファレンシャル・ケース
１６６は、また、ディファレンシャル・サイドギヤ１７
０，１７２を保持し、これらのサイドギヤにより、協働
スプライン軸１７６を介して車軸１７４が回転せしめら
れる。

【００１５】テーパころ軸受け１７８と車軸内軸１７４
の他方の側に配置された類似の軸受け（図示せず）とに
より、ディファレンシャル・ケース１６６は自由回転す
る。調節リング１６２と車軸内軸１７４の他端の類似リ
ングとにより、車軸キャリヤ１６４内のテーパころ軸受
けを介して、ディファレンシャル・ケース１６６は、位
置決めされ、保持される。調節リング１６２は、符号１
８０で示したように外ねじ山を有しており、固定車軸キ
ャリヤ１６４内へねじ込まれている。２個の調節リング
により、環状ギヤ１６８は、駆動ピニオンに対し正確に
位置決めされている。調節リングはキーみぞを有してお
り、これらのキーみぞは、各調節リングの位置を、ピン
又はキーと協働して固定するのに用いられる。ディファ
レンシャル・ケース１６６のフランジ部分１８２は、調
節リング１６２と車軸１７４との間に外方へ延びている
。

【００１６】速度センサ１１０と調節リング１６２とは
、調節リング１６２内へセンサ１１０を容易にプレスば
ねできる寸法づけがなされている。はめ合いを固定する
ために、接着剤を用いることもできる。エラストマ製リ
ング１５２は、デフ・ケース１６６のフランジ１８２の
外側に滑りばめされている。フランジ１８２は、車軸内
軸１７４が車軸アセンブリ内へ差込まれるときに、損傷
されないようセンサを保護するため、十分に長くされて
いる。

【００１７】前述のように、エラストマ製リングを介し
た回転子の摩擦駆動は、回転式速度センサには好適の駆
動手段である。アセンブリの構成は、摩擦駆動により楽
になり、回転子を駆動素子に対して固定することに関連
する整列の問題が解消する。掴み駆動も可能であるが、
誤った速度信号を発する原因となるバックラッシを防止
するために、極めて公差を小さくせねばならない。

【００１８】掴み駆動は、しかし、事情によっては必要
とされる。たとえば、所要の高い駆動トルクが、摩擦駆
動手段により生ぜしめられる摩擦トルクより大きい場合
である。そのような場合には、摩擦駆動と掴み駆動とを
組合せるのが好ましい。

【００１９】センサ１１０はデフ・ケースの回転速度を
測定する。車両がコーナを回らない場合には、デフ・ケ
ース１６６とホイール（図示せず）の双方が等しい角速
度で回転する。車両がカーブを曲がる場合は、外側ホイ
ールが内側ホイールより速く回転し、デフ・ケース１６
６は、その車軸の２個のホイールの平均速度で回転する
（当該車軸の車輪は２個だけと仮定する）。アンチロッ
ク制動システムもしくはトラクション制御システムは、
当該車軸に対する制動を制御するのにデフ・ケースの速
度を利用できる。

【００２０】同じ基本コンセプトは、アンチスキッド制
動制御もしくはトラクション制御にも利用できる。この
場合は、一方の車軸の両ホイールもしくは両内軸の実速
度が要求される。この仕事を果たすための構成要素を１
つの配置形式を示したのが、図５である。この図には、
調節リングの変化形１６２Ａに組付けられたセンサ１１
０，１１０Ａが示してあり、このリング変化形１６２Ａ
により、車軸の片側に両センサを組付けることができる
。第１のセンサ１１０は、図４に示した通りに組付けら
れ、当該車軸の両内軸の平均速度で回転しているデフ・
ケースの回転速度を測定する。第２のセンサ１１０Ａも
、変化形１６２Ａに組付けられており、センサ１１０Ａ
の回転子は、環状リング６１２と係合し、リング６１２
は、内軸１７４に固定され、摩擦駆動を行なう。センサ
１１０Ａは、したがって、内軸１７４の回転速度を測定
する。一方の内軸の速度と、双方の内軸速度の平均値を
知ることにより、双方の内軸の速度は、数式により決定
される。平均速度を２倍した値から、分かっているほう
の内軸速度を減じれば、分っていないほうの内軸速度が
得られる。この技法を用いれば、単一のセンサを車軸ハ
ウジングの一方の側に配置することが要求される。加え
て、センサの組付けと保持とが簡単化される。更に簡単
化して、単一のセンサ・アセンブリを得るには、２つの
センサ・アセンブリの固定子を連結すればよい。そうす
れば、このアセンブリを単一のユニットとして組付けで
きよう。以上の説明及び図面に示された一定の具体例に
より、当業者には既に、本発明の理論を逸脱することな
しに種々の変化形が可能であることが認められよう。 これらすべての変化形は、本発明により進歩せしめられ
た技術のもととなる理論にもとづくものであり、本発明
の思想の枠内で考えられるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明と一緒に用いられる典型的な回転式セン
サの斜視図。

【図２】図１に示したセンサの分解斜視図。

【図３】図１に示したセンサのＩＩＩ　−ＩＩＩ　線断
面図。

【図４】ディファレンシャル・ケース速度を測定するた
め、同ケース調節リング内に組付けられた、図３に示し
たセンサの図。

【図５】ディファレンシャル・ケース及び一方の車軸内
軸により駆動されるディファレンシャル・ハウジング内
に組付けられた２重センサの図。

【符号の説明】

１０　　ホイール速度センサ １４　　回転軸 １６　　電気リード線 １８　　保持具 ２４，２６　　固定子 ３１，３３　　スロット ３２，３４　　歯 ３６　　回転子 ３８　　環状磁石 ４０　　感知コイル ４４　　裏打ち材料 ４８　　耐張部材 ５０　　ハブ ５２　　エラストマ製リング ５３　　磁束路 １６２　　デフ・ケース調節リング １６４　　車軸キャリヤ １６６　　ディファレンシャル・ケース（デフ・ケース
）１６８　　環状ギヤ １７０，１７２　　ディファレンシャル・サイドギヤ１
７４　　車軸内軸 １７８　　テーパころ軸受 ６１２　　環状リング

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　定置キャリヤ内に配置された回転可能
   のディファレンシャル・ケースを備えた第１及び第２の
   車軸内軸と駆動噛合いする歯車システムを有する回転式
   速度センサにおいて、前記ディファレンシャル・ケース
   が、軸方向に延びる回転可能のフランジ部材と、通常は
   回転不能の調節リングとを有しており、この調節リング
   は前記フランジ部材と同軸配置され、かつ前記キャリヤ
   に対しディファレンシャル・ケースの位置を軸方向に調
   節するために設けられており、更に前記速度センサは、
   前記フランジ部材に連結された第１回転子と前記第２の
   車軸内軸に連結された第２回転子とを有し、更にまた、
   それぞれ前記調節リングと結合され、かつそれぞれが前
   記第１と第２の回転子との近くに配置された第１及び第
   ２の固定子を有しており、更に、前記第１の固定子に対
   する前記第１の回転子の回転速度を示す第１の電気信号
   を発する第１の手段と、前記第２の固定子に対する前記
   第２回転子の回転速度を示す第２の電気信号を発する第
   ２手段とを有していることを特徴とする回転式速度セン
   サ。
2. 【請求項２】　　前記第１と第２の各回転子と固定子と
   が、第１と第２の閉磁束路を形成し、この閉時束路内で
   は、磁化可能の汚染物質が前記センサに引寄せられない
   ことを特徴とする請求項１記載の回転式速度センサ。
3. 【請求項３】　　前記回転子と固定子とを汚染物質から
   護るシール手段を有することを特徴とする請求項２記載
   の回転式速度センサ。
4. 【請求項４】　　前記第１と第２の固定子が接続されて
   単一のセンサ・アセンブリが得られることを特徴とする
   請求項１記載の回転式速度センサ。
5. 【請求項５】　　前記第２回転子が、前記第２車軸内軸
   の周囲に同軸配置された環状部材に駆動結合されている
   ことを特徴とする請求項１記載の回転式速度センサ。
6. 【請求項６】　　回転不能のキャリヤ内に配置された回
   転可能のディファレンシャル・ケースを有する歯車シス
   テムを有する回転式速度センサにおいて、前記ディファ
   レンシャル・ケースが、軸方向に延びる回転可能のフラ
   ンジ部材と、通常は回転不能の調節リングとを有し、こ
   の調節リングは前記フランジ部材と同軸配置され、前記
   キャリヤに対するディファレンシャル・ケースの位置を
   軸方向に調節するために配置されており、更に、前記速
   度センサは、一緒に回転するため前記フランジ部材に結
   合された回転子と、前記調節リングに結合された固定子
   と、前記固定子に対する前記回転子の回転速度を示す電
   気信号を発する手段とを有することを特徴とする回転式
   速度センサ。
7. 【請求項７】　　前記回転子と固定子とが、閉磁束路を
   形成し、この閉磁束路内では汚染物質が前記センサに引
   寄せられないことを特徴とする請求項６記載の回転式速
   度センサ。
8. 【請求項８】　　前記回転子と固定子とを汚染物質から
   護るシール手段を有することを特徴とする請求項６記載
   の回転式速度センサ。