JPH1123594A - 環状速度センサー - Google Patents
環状速度センサーInfo
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- JPH1123594A JPH1123594A JP14109898A JP14109898A JPH1123594A JP H1123594 A JPH1123594 A JP H1123594A JP 14109898 A JP14109898 A JP 14109898A JP 14109898 A JP14109898 A JP 14109898A JP H1123594 A JPH1123594 A JP H1123594A
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Landscapes
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
を出力することができる環状の車輪速度センサーを提供
する。 【解決手段】軸方向および半径方向の磁界を有する磁気
トーンリング32と、トーンリングの回転中にトーンリ
ングの軸方向および半径方向の磁界を検出する検出部を
有するステーター34とからなる。このセンサーは、ト
ーンリングとステーター間の空隙の変動を最小限に抑え
ることができるため、車輪速度を正確に測定することが
でき、またハブ軸受装置に組み込むことができるので、
取付スペースをほとんど取らない。ハブ軸受機構は、セ
ンサーを外部の悪影響から保護するシール手段62を備
えている。
Description
特に自動車の車輪の回転速度を検出できるセンサーに関
する。
回転速度を測定する必要が生じることがある。たとえば
ジェットエンジンのメインシャフトや工作機械のスピン
ドルの回転速度を測定するために回転センサーが使われ
る。また最近の自動車への装備が増えているアンチロッ
クブレーキ装置(ABS)にも回転センサーが使われ
る。ABSは急ブレーキがかけられた際、車輪がロック
するのを防ぐことによって、自動車の走行安定性、方向
性を維持するものである。ABSには、車輪の回転を表
す信号をABS制御部に送る車輪速度センサーが必ず必
要である。殆どの乗用車には4輪全てに回転センサーが
取り付けられる。回転センサーからの信号に基づいて、
ABSの制御部は車輪がロックしているか、あるいはロ
ックしかかっているかどうかを判断し、その判断に基づ
きアンチロック制御を行う。また車輪速度センサーは、
加速中の駆動輪のスピンを防ぐトラクションコントロー
ル装置への入力にも用いられる。
多種多様のものが知られている。中でも最も普及してい
るのは、非回転部(ステーター)と、ステーターに近接
して設けた回転部(ローター)とからなるセンサーであ
る。「トーンリング」とも呼ばれる回転部は、回転中に
非回転部によって検出される被検出部をもっている。た
とえばギアに形成された強磁性体製の歯や、回転部に形
成された相反する磁性を有する磁極等が、被検出部とし
て用いられる。非回転部は、回転しているトーンリング
に形成された被検出部の通過を検出し、検出結果を信号
として出力する。
タンス型装置や、ホール効果装置や、磁気歪装置等があ
る。ほとんどのトランスデューサーは磁界(変化する磁
界)を検出するものである。可変リラクタンス型トラン
スデューサーは、外部の電源から電気の供給を受けずに
電圧を発生させるので「受動」センサーと呼ばれる。一
方ホール効果装置のような「能動」センサーは、外部か
ら印加される交流電圧によって作動し、装置を通過する
磁界に応じた出力を発生させる。
は、ローターとステーター間の空隙の大きさの変化によ
り、磁界の強度が変化しやすいことにある。磁界センサ
ーには、トーンリングが車輪の軸受と共回りするタイプ
のものがある。通常この種のセンサーのトーンリング
(ローター)の磁極あるいは強磁性体製の被検出部は、
軸方向あるいは半径方向に延びるように形成されてい
る。そしてステーターの検出部は、トーンリングの上面
あるいは下面に対向して設けて軸方向の磁極を検出する
ようになっている。この場合トーンリングは車輪と共回
りするため、振動などによって、トーンリングとステー
ター間の空隙の大きさが変動しやすい。空隙が大きくな
ると、磁界の強度と磁界の強度に対応するステーターの
出力が小さくなる。空隙の大きさはランダムな要因によ
ってランダムに変動する。空隙の大きさの変動は、車輪
速度センサーの測定精度に悪影響を及ぼす。
で、組み立てが容易で、信頼性が高いことが求められ
る。従来のセンサーもこれらの要求に十分答えるもので
はあるが、技術者達はさらにコンパクトで、製造、組み
立てが容易で、低コストのセンサーを開発しようと日々
努力を重ねている。またこのようなセンサーには、路面
から跳ね上がる泥、塵、塩、水などが内部に侵入するの
を防ぐ何らかの手段を設ける必要がある。またこのよう
なセンサーはブレーキの近くに設けられるため、ブレー
キ操作による磨耗粉や高温に曝される。最近の車輪速度
センサーは車輪軸受装置に一体に組み込まれたものが多
い。こうすれば車両の製造工程前にセンサーのテストが
でき、車両の組み立ても容易になり、装置全体の信頼性
も高くなるためである。
動を最小限に抑えることができる車輪速度センサーが望
まれている。またそのようなセンサーは製造が容易でコ
ストも低いことが望まれる。またそのようなセンサー
は、圧入等によって軸受にしっかり固定できる構造のも
のがよい。取付スペースをなるべく取らないことも望ま
れる。
レベルの出力を維持できる、自動車の車輪速度センサー
として特に適した環状の速度センサーを提供する。この
車輪速度センサーは、ハブ軸受装置に組み込む。ハブ軸
受装置は速度センサーを保護するためのシール手段を備
えている。
ター間の空隙の変動を最小限に抑えることができる車輪
速度センサーを提供することである。
製造コストも低い車輪速度センサーの提供である。
によって軸受にしっかり固定できる構造を有する車輪速
度センサーの提供である。
ペースをあまり取らない車輪速度センサーを提供するこ
とである。
は、軸方向の磁極と半径方向の磁極を有する多極トーン
リングと、トーンリングが回転中に、軸方向の磁極を検
出する第1部分と、半径方向の磁極を検出する第2部分
を有するステーターとからなる車輪速度センサーを提供
する。この構造のセンサーは、ローターとステーター間
の空隙の変動を最小限に抑えられるので、車輪速度が比
較的低くても、正確に車輪速度を測定することができ
る。またたとえ軸方向の空隙が変動したとしても、同時
にトーンリングとステーターの前記第2部分間の半径方
向の空隙が変動する可能性は低いので、このような場合
でも正確な車輪速度の測定ができる。またトーンリング
の磁極と複数の第1部分間の空隙の一部が大きく変動す
ることはあっても、これらの空隙のすべてが同時に大き
く変動することはほとんど考えられない。したがって空
隙の一部が大きく変動したとしても、空隙全体としては
実質的にほとんど変化しないことになり、高い精度で車
輪速度信号を出力することができる。
に形成した歯である。軸方向の磁界はトーンリングの軸
方向の面に対向する歯によって検出され、半径方向の磁
界はトーンリングの半径方向の面に対向する歯によって
検出される。このような構成にすることによって、ロー
ターとステーター間の空隙の変動がセンサーの感度に及
ぼす影響を最小限に抑えることができるので、測定精度
をさらに高めることができる。
ターに比べかなり表面積が大きい内径部又は外径部をも
っているため、この部分を軸受やシールに圧入すること
によって、センサーを軸受やシールに強固に固定するこ
とができる。
ングの磁極と円周方向で同一線上になるように配置され
てさえいれば、円周方向での厳しい精度が必要ないの
で、ステーター、ひいてはセンサー全体の製造コストを
低くできる。
ンサーを備えたハブ軸受装置10を示す。このハブ軸受
装置10は、自動車の従動輪車軸に通常取り付けられる
ものであるが、駆動輪車軸に取り付けたり、自動車部品
以外の回転部品に用いることもできる。
を有する半径方向のフランジ部を備えている。またハブ
12には円筒形の内周面14と、一対のころ軸受軌道
面、すなわちインボード側軌道面16とアウトボード側
軌道面18が形成されている。さらにハブ12には、後
述する車輪回転速度センサーを取り付けるための大径の
ボア20が形成されている。
れており、この内輪22と、内輪上を転動する複数のボ
ール24とによって、インボード側軸受を構成してい
る。図示省略しているアウトボード側軸受は、内周面上
を転動する複数のボールを備えた従来型の軸受である。
内輪22は、固定のスピンドル28に対する取付面とし
ての円筒形内周面26を有する。車輪が回転すると、車
輪に固定されたハブ12が、スピンドル28に固定され
た内輪22に対して回転する。この発明のハブ軸受装置
10は、車輪の回転速度を検出するセンサー30を備え
ている。すでに説明したように、センサー30の出力
は、車両のABSやトラクションコントロール装置の制
御に用いられる。センサー30は、ローターすなわちト
ーンリング32と、ステーターすなわち環状のトランス
デューサー34を備えている。図1、2に加え、図3、
4、5、8、9、10を参照しつつ、センサー30の説
明を行う。
方向の内周面38を有する円板形の永久磁石である。図
2に示すように、トーンリング32は、ハブのボア20
に圧入されたトーンリングホルダー39に取り付けられ
ている。しかしホルダー39は省略して、トーンリング
32を直接ハブのボア20に圧入するようにしてもよ
い。図4および図9に示すトーンリングは、ハブ軸受装
置の回転中心から放射状に延びる複数の領域を有し、各
領域に隣接する領域とは反対の磁極が形成される。半径
方向の面36と軸方向の面38には、それぞれ相反する
極性を有する磁極が円周方向に交互に形成されている。
軸方向の磁界40が半径方向の面36を通過し、半径方
向の磁界42が軸方向の面38を通過する。図4は、図
3に示す円周方向にずれた第1および第2の歯を有する
ステーターと組み合わせて用いた場合、トーンリング3
2を通過する磁界を示している。図9は、図8に示す半
径方向に整列した第1および第2の歯を有するステータ
ーと組み合わせて用いた場合、トーンリング32を通過
する磁界を示している。トーンリングの材質としては様
々なものがあるが、この実施例ではFe−Cr−Co合
金を採用している。
向の側壁46と一対の円筒形の軸方向の壁48、50か
らなり、内端が開放したケース44を有する。壁48、
50は、環状の空隙52によって隔てられている。壁4
8、50の側端には、複数の歯54、56が形成されて
いる。図3の実施例では、歯54は、歯56と半径方向
にずらして設けられており、図8の実施例では、各歯5
4は、歯56に対して半径方向の同一線上に並んでい
る。図8ではわかりやすくするためにボビン60を省略
している。図1、3に示すように、空隙52にはボビン
60に巻かれたコイル巻線58が収納されている。歯5
4、56の数は、トーンリング32の表面に円周方向に
交互に形成された磁極の数と等しくする。
印Aの方向に)回転すると、トランスデューサーの歯5
4、56が、トーンリングに交互に形成された磁極と磁
気的に結合し、トランスデューサーのケース44内に交
番磁界が発生する。図3のケース44とトーンリング3
2の表面に沿って延びる矢印は、ケース44とトーンリ
ング32を通過する磁束を表している。トーンリング3
2がトランスデューサーに対して相対回転すると、トラ
ンスデューサーのケース44内に交番磁界が発生し、そ
の結果コイル巻線58内に電磁力(電圧)が発生する。
磁極40、42と歯54、56は、歯54が磁極40に
磁気的に結合し、歯56が磁極42に磁気的に結合する
ように設けられている。図3に示すように、歯56はト
ーンリング32の半径方向内側の軸方向の面38に空隙
55を挟んで対向している。また磁極40、42は、歯
54がN極とS極の一方に磁気的に結合しているとき、
歯56は他方の磁極に結合するように配列されている。
図5のトーンリング32は、歯54、56を円周方向に
ずらして配列しているトランスデューサーと組み合わせ
て用いられる。この場合、歯54がトーンリングの半径
方向の面に形成されたN極に磁気的に結合していると
き、歯54から円周方向に1ピッチずらして設けた歯5
6は、半径方向の面のN極から円周方向に1ピッチずら
して配置された軸方向の面のS極に磁気的に結合する。
一方図10に示すトーンリング32は、半径方向に整列
した歯54と56を有するトランスデューサーと組み合
わせて用いられる。この場合、歯54が半径方向の面に
形成されたN極に磁気的に結合しているとき、歯54に
対して半径方向の一線上に配列されている歯56は、軸
方向の面のS極に磁気的に結合する。
径方向の磁界、半径方向の面に軸方向の磁界を有するた
め、ステーターに形成する歯54、56はそれぞれトー
ンリングの反対の磁極と対向するように配置されていれ
ばよい。歯54、56は円周方向にずらして形成しても
よいし、半径方向に整列させてもよい。このため歯5
4、56は別々に形成でき、ステーターの製造コストを
低くできる。
す内輪22の円筒形外周面にプレス嵌めされている。軸
受のボール24とセンサー30は、シール62によって
保護されている。シール62はハブ12にプレス嵌めさ
れた保持リング64と、トランスデューサーのケース4
4に接触する弾性リップ66とから成る。トランスデュ
ーサーは内端側、すなわちボール24に対向する側が開
口しており、その壁46、48、50で軸受のボール2
4を保護している。またセンサー30は簡単に手が届く
位置に取り付けられているので、修理や交換が容易にで
きる。
0’を示す。このハブ軸受装置10’は車輪の回転速度
を検出するセンサー30’を備えている。ハブ12’
は、車輪(図示省略)への取付面を有する半径方向のフ
ランジ部13’を備えている。車輪はフランジ13’に
取り付けた複数のボルト92によってフランジ部に固定
されている。またハブ12’には円筒形の内周面14’
と、一対のころ軸受軌道面、すなわちインボード側軌道
面16’とアウトボード側軌道面18’が形成されてい
る。さらにハブ12’には、車輪回転速度センサーを取
り付けるための大径のボア20’が形成されている。
られており、この内輪94と、内輪上を転動する複数の
ボール24’とによって、インボード側軸受を構成して
いる。車輪が回転すると、内輪94が、スピンドル(図
示省略)に固定された外輪96に対して回転する。図7
に示すように、センサーの環状ステーター98は外輪9
6に固定されており、トーンリング100は、車輪に固
定された内輪94と共回りする。
状トランスデューサー112を同軸上に設けた実施例を
示す。トーンリング110は、軸114を中心にもつリ
ング状の部材である。環状トランスデューサー112は
軸114を中心とし、トーンリング110の半径方向内
側に設けられ、環状壁120と、環状壁120から半径
方向外向きにのびる壁116、118から成る。他の実
施例と同様に、ボビン126に巻かれたコイル巻線12
4が、環状トランスデューサー112の内部の空隙12
2に収納されている。トーンリング110に形成される
磁極およびトランスデューサーに形成される歯は、半径
方向の同一線上に設けてもよいし、ずらして設けてもよ
い。
110’と環状トランスデューサー112’を同軸上に
設けている。トーンリング110’は、軸114’を中
心としたリング状の部材である。環状トランスデューサ
ー112’は軸114’を中心とし、トーンリング11
0’の半径方向外側に設けられ、環状壁120’と、環
状壁120’から半径方向内向きにのびる壁116’、
118’から成る。他の実施例と同様に、ボビン12
6’に巻かれたコイル巻線124’が、環状トランスデ
ューサー112’の内部の空隙122’に収納されてい
る。トーンリング110’に形成される磁極およびトラ
ンスデューサーに形成される歯は、半径方向の同一線上
に設けてもよいし、ずらして設けてもよい。
はなく、特許請求の範囲を逸脱することなく上記実施例
に様々な変更、改良を加えることができる。
縦断面図
ずらして形成した環状センサーの一部を示す図
したステーターと組み合わせて用いられる本発明のトー
ンリングの部分拡大図
整列させた環状センサーの一部を示す図
発明のトーンリングの部分拡大図
図
ターの外周に設けた実施例の斜視図
ターの内部に設けた実施例の斜視図
ター) 34、98、112、112’ トランスデューサー
(ステーター) 44 ケース 54、56 トランスデューサーの歯
Claims (18)
- 【請求項1】 交互に配列された相反する極性を有する
複数の軸方向の磁極と、交互に配列された相反する極性
を有する複数の半径方向の磁極を有し、回転部材と共回
りする円板状の部材と、 前記軸方向の磁極と磁気的に結合する第1部分と、前記
半径方向の磁極と磁気的に結合する第2部分とを備えた
環状ステーターを備え、前記円板状部材が回転すると、
ステーター内に磁束が形成され、この磁束によって、前
記円板部材と回転部材の回転速度を表す交流電圧が生じ
るようになっており、前記環状ステーターは、強磁性体
製のケースを有し、このケース内に導電性の巻線が収容
されている、回転部材の回転速度を検出するための環状
速度センサー。 - 【請求項2】 前記第1および第2部分が、前記強磁性
体製のケースに形成された歯であり、前記第1部分を構
成している歯が、一方の磁性を有する軸方向の磁極に磁
気的に結合しているとき、第2部分を構成している歯
は、反対の磁性を有する半径方向の磁極に磁気的に結合
するようになっている請求項1に記載のセンサー。 - 【請求項3】 前記円板部材は軸方向の面と半径方向の
面を有し、前記半径方向の磁極は前記軸方向の面に形成
されており、前記軸方向の磁極は前記半径方向の面に形
成されており、前記第2部分を構成している歯は、前記
半径方向面を横切り、前記軸方向の面に隣接して設けら
れている請求項2に記載のセンサー。 - 【請求項4】 前記ケースは、半径方向の壁と、この半
径方向の壁に接続された内側円筒壁と外側円筒壁とから
なり、前記第1部分を構成している歯は前記内側円筒壁
に形成されており、前記第2部分を構成している歯は前
記外側円筒壁に形成されている請求項1に記載のセンサ
ー。 - 【請求項5】 前記ケースは、半径方向の壁と、この半
径方向の壁に接続された内側円筒壁と外側円筒壁とから
なり、前記第2部分を構成している歯は前記内側円筒壁
に形成されており、前記第1部分を構成している歯は前
記外側円筒壁に形成されている請求項1に記載のセンサ
ー。 - 【請求項6】 前記円板部材は、ステーターの内周側に
ステーターと同軸状に取り付けられ、前記ステーターは
円筒形の外壁と、この外壁から半径方向内向きに前記円
板部材に向かって延びる2つの半径方向の側壁とからな
り、前記第1部分と第2部分を構成する歯は、前記2つ
の側壁にそれぞれ形成されている請求項1に記載のセン
サー。 - 【請求項7】 前記円板部材は、ステーターの外周側に
ステーターと同軸状に取り付けられ、前記ステーターは
円筒形の内壁と、この内壁から半径方向外向きに前記円
板部材に向かって延びる2つの半径方向の側壁とからな
り、前記第1部分と第2部分を構成する歯は、前記2つ
の側壁にそれぞれ形成されている請求項1に記載のセン
サー。 - 【請求項8】 外輪と、外輪内部の内輪と、内外輪の間
に内外輪が相対回転できるように設けられた複数の転動
体とからなる軸受装置に組み込まれており、前記円板部
材は前記内外輪の一方に固定され、前記ステーターは前
記内外輪の他方に固定されている請求項1に記載のセン
サー。 - 【請求項9】 外輪と、 外輪内部の内輪と、 内外輪の間に内外輪が相対回転できるように設けられた
複数の転動体と、 交互に配列された相反する極性を有する複数の軸方向の
磁極と、交互に配列された相反する極性を有する複数の
半径方向の磁極を有し、前記内外輪の一方に固定された
トーンリングと、 前記内外輪の他方に固定された環状トランスデューサー
とを備え、前記トランスデューサーは、前記軸方向の磁
極と磁気的に結合する第1の歯と、前記半径方向の磁極
と磁気的に結合する第2の歯が形成された強磁性体製の
ケースを有し、前記トーンリングが前記トランスデュー
サーに対して相対的に回転する場合に、前記軸方向およ
び半径方向の磁極が前記第1および第2の歯に対向する
ようになっており、 前記強磁性体製のケース内には導電性の巻線が収容され
ており、トーンリングがトランスデューサーに対して相
対回転すると、トランスデューサー内に交番磁束が発生
し、この磁束によって巻線内に上記相対回転の速度を表
す交流電圧が発生するようになっている軸受装置。 - 【請求項10】 車輪に取り付けられている請求項9に
記載の軸受装置。 - 【請求項11】 内輪が非回転の車両のスピンドルに固
定され、外輪は前記車輪に固定されている請求項10に
記載の軸受装置。 - 【請求項12】 前記トーンリングが、外輪の円筒形内
周面内に挿入されている請求項11に記載の軸受装置。 - 【請求項13】 外輪が非回転の車両のスピンドルに固
定され、内輪は前記車輪に固定されている請求項10に
記載の軸受装置。 - 【請求項14】 前記トーンリングが、内輪の円筒形外
周面内に挿入されている請求項13に記載の軸受装置。 - 【請求項15】 前記ケースは、半径方向の壁と、この
半径方向の壁に接続された内側円筒壁と外側円筒壁とか
らなり、前記第1の歯は前記内側円筒壁に形成されてお
り、前記第2の歯は前記外側円筒壁に形成されており、
前記第1および第2の歯は前記転動体に向かって延びて
おり、前記トーンリングは前記転動体と前記第1の歯の
間に設けられ、前記第2の歯は前記トーンリングに隣接
して設けられている請求項9に記載の軸受装置。 - 【請求項16】 トーンリングが取り付けられる軸受外
輪に、トランスデューサーに接触するシールリップ部を
有するシールが固定されている請求項9に記載の軸受装
置。 - 【請求項17】 トーンリングが取り付けられる軸受内
輪に、トランスデューサーに接触するシールリップ部を
有するシールが固定されている請求項9に記載の軸受装
置。 - 【請求項18】 前記転動体とトーンリングを取り囲む
シールリップを有するシールを備えた請求項9に記載の
軸受装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/867,053 US6054951A (en) | 1995-08-28 | 1997-06-02 | Multi-dimensional tracking sensor |
| US08/867053 | 1997-06-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1123594A true JPH1123594A (ja) | 1999-01-29 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006021763A (ja) * | 2004-07-07 | 2006-01-26 | Robert Bosch Gmbh | 自動車用ブレーキ装置 |
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1998
- 1998-05-22 JP JP14109898A patent/JP3939022B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2006021763A (ja) * | 2004-07-07 | 2006-01-26 | Robert Bosch Gmbh | 自動車用ブレーキ装置 |
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