專利名稱：采用一合適轉(zhuǎn)子罩的車輛輪速傳感器的制作方法
本申請(qǐng)與USSN07/789，712有關(guān)，該申請(qǐng)于1991年11月8日遞交，名稱為“采用一定位板的車輛輪速傳感器”，并轉(zhuǎn)讓給與本申請(qǐng)相同的受讓人，Eaton公司。
本發(fā)明涉及一種輪速傳感器組件，具體說(shuō)涉及一種工作間隙可方便調(diào)整的輪速傳感器組件。
現(xiàn)有技術(shù)的用于車輛的輪速傳感器一般屬于兩類范圍，即或是采用主動(dòng)傳感器或是采用被動(dòng)傳感器。主動(dòng)傳感器需要一輸入傳感器元件的功率信號(hào)，而被動(dòng)傳感器不需外部動(dòng)力并通常包括一個(gè)環(huán)繞磁性材料的線圈，線圈的位置非常接近于一個(gè)帶有一組齒的圓形零件，此零件與車輪輪轂一起旋轉(zhuǎn)。線圈和磁鐵安裝在車輛或輪軸組件的固定部位上，并且在磁極塊上方通過(guò)的轉(zhuǎn)子上的齒的相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致磁阻的改變，與線圈連接的電子裝置可檢測(cè)出這種改變。美國(guó)專利No.4，986，605描述了這種裝置，其說(shuō)明書(shū)在這里作為參考，其中一個(gè)脈沖射電源和傳感器單元位于安裝在車輪主軸上的車輪輪轂內(nèi)，并非常接近一個(gè)與車輪輪轂連接且具有一系列矩形齒的轉(zhuǎn)子。
美國(guó)專利No.3，887，046描述了另一種被動(dòng)式輪速傳感器，傳感器具有一定子和一轉(zhuǎn)子，定子安裝在輪軸上并包括一個(gè)環(huán)繞輪軸的通電線圈，線圈插在一個(gè)金屬支架上，此金屬支架帶有一極片和一組有規(guī)律分布的磁鐵，其中極片非常接近于一個(gè)多段轉(zhuǎn)子，此轉(zhuǎn)子安裝在一個(gè)與車輪輪轂一起旋轉(zhuǎn)的輪轂罩上。
這類輪速傳感器的一個(gè)問(wèn)題是需要精確地制造它們的零件，這樣在組裝時(shí)，在車輪輪轂和輪轂罩組件的整個(gè)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，保持極片與轉(zhuǎn)子的有限間隙，從而因轉(zhuǎn)子齒在極片上方通過(guò)產(chǎn)生的信號(hào)可以最大。
此外，這類傳感器的另一個(gè)問(wèn)題是定子是由輪軸固定件固定的并由車輪主軸的外徑定位，這樣就需要一個(gè)用于定子的龐大并復(fù)雜的安裝系統(tǒng)。如果需要維護(hù)定子，采用現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)就需要觸動(dòng)主軸固位螺母，而使維護(hù)過(guò)程復(fù)雜化。另一問(wèn)題是在裝配時(shí)產(chǎn)生的，其中確定轉(zhuǎn)子和定子極片之間的間距是很困難的，其潛在后果是傳感器性能變差。
這種輪速傳感器組件的還一問(wèn)題是常用轉(zhuǎn)子罩確定定子和轉(zhuǎn)子之間的間隙，該轉(zhuǎn)子罩只是通過(guò)某種固定裝置簡(jiǎn)單地固緊，所以難以確定定子和轉(zhuǎn)子間的工作間隙。某些將轉(zhuǎn)子罩導(dǎo)入輪轂和車輪結(jié)構(gòu)內(nèi)的方法會(huì)使傳感器組件確立適當(dāng)?shù)墓ぷ鏖g隙較為容易。
在現(xiàn)有技術(shù)中，轉(zhuǎn)子和輪轂罩是兩個(gè)裝配在一起的不同零件。此裝配過(guò)程涉及將一預(yù)成形的轉(zhuǎn)子壓入輪轂罩內(nèi)。然而，在此過(guò)程中很難保持轉(zhuǎn)子的圓度和公差，而此轉(zhuǎn)子要十分準(zhǔn)確地運(yùn)作并非常接近定子旋轉(zhuǎn)。為保證這種運(yùn)作，轉(zhuǎn)子在裝配后一般需要被機(jī)加工，這樣就額外增加了機(jī)加工和預(yù)成形工藝，使產(chǎn)品成本大幅增高。
本發(fā)明的目的是提供一種輪速傳感器，其轉(zhuǎn)子和定子間的工作間隙可方便地確立并固定。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能適合各種輪轂寬度的輪速傳感器，其中將用一個(gè)墊圈定位轉(zhuǎn)子使之距輪轂基部有所需的距離。
本發(fā)明的另一目的是提供一種輪速傳感器，其轉(zhuǎn)子和定子之間的間隙可方便地確定并固定，其中轉(zhuǎn)子被導(dǎo)入輪轂組件。
本發(fā)明的還一目的是提供一種輪速傳感器，它能方便地取下，然后以轉(zhuǎn)子和定子間的正確間隙裝在車輛輪軸上。
本發(fā)明提供了一種借助于在輪軸中心線上的螺孔將定子盤(pán)固定在車輛輪軸上的簡(jiǎn)便方法，其中通過(guò)加工在定子盤(pán)上的內(nèi)徑表面使定子盤(pán)在車輪主軸的端部定位，并通過(guò)一個(gè)與一螺栓嚙合的螺母將定子盤(pán)保持在位，該螺栓在車輪主軸的螺紋部分內(nèi)延伸并與之嚙合。以這種方式，可方便地從車輛上取下包括線圈和磁鐵的定子組件，而無(wú)需觸動(dòng)主軸螺母或主軸軸承。
本發(fā)明還提供了一種在定子齒和位于轉(zhuǎn)子上的齒之間確定工作間隙的簡(jiǎn)便方法，其中定子組件包括一個(gè)間隙板，其外徑大致與定子的外徑相同。裝配時(shí)，當(dāng)輪軸由一獨(dú)立的裝置(如汽車千斤頂)而非車輪和輪胎組件支承時(shí)，放松輪轂罩并且因作用在輪轂罩上的重量使轉(zhuǎn)子接觸間隙板。然后擰緊輪轂罩螺栓并使車輛下降至輪胎和車輪上，這就導(dǎo)致車輪輪轂軸承的加載，從而在定子和轉(zhuǎn)子之間提供了理想的工作間隙。
采用本發(fā)明，輪速傳感器的裝配較為容易，而輪速傳感器組件的功能更為可轂且整體性更高。通過(guò)減少機(jī)加工操作也改善了輪速傳感器組件的工藝性。此外，根據(jù)本發(fā)明，采用了一個(gè)墊圈定位轉(zhuǎn)子，使之距輪轂基部有所需的距離，從而提供了一個(gè)有共用性的元件，它可減少成本并使整配和制造過(guò)程簡(jiǎn)單。


圖1是-剖視圖，示出了安裝在車輛輪軸和輪轂組件端部上的本發(fā)明;
圖2是-透視圖，示出了本發(fā)明的輪速傳感器組件;和圖3是-透視圖，示出了本發(fā)明的輪速傳感器的輪轂蓋。
參照?qǐng)D1，所示的是-卡車車輪和輪轂組件安裝在車輪主軸10上的典型安裝方式，其中車輪輪轂18通過(guò)軸承件14繞車輪主軸10旋轉(zhuǎn)，并且本發(fā)明的輪速傳感器支承在車輪主軸10和一輪轂罩22上，輪轂罩22則借助于一組穿過(guò)相同數(shù)量之螺栓孔23的安裝螺栓24固定在車輪輪轂18上，而螺栓孔23則加工在輪轂罩22的凸緣部分25上。軸承件14通過(guò)主軸擋圈16保持在位并預(yù)加載，擋圈16由鎖環(huán)17固定在位。卡車車輪主軸10包含一沿中心線延伸并以-螺紋區(qū)20終結(jié)的軸向孔12，以接受一個(gè)由-O形圈23密封的螺栓。輪轂罩蓋板26通過(guò)一組固定螺栓28固定在輪轂罩22上。輪轂罩蓋板26的作用是防止污物進(jìn)入速度傳感器和軸承件。
輪轂罩22帶有一導(dǎo)向延伸部19，它軸向延伸并導(dǎo)入車輪輪轂18上的車輪和輪轂組件。導(dǎo)向延伸部19帶有大量的軸向延伸并切入導(dǎo)向延伸部19的齒，其中大量的齒之間的間隙從旋轉(zhuǎn)軸線徑向延伸。通過(guò)直接在輪轂罩22上機(jī)加工出齒32，然后借助于導(dǎo)向延伸部19將輪轂罩22導(dǎo)入車輪和輪轂組件，就能更為精確地保持齒32和定子齒37之間的工作間隙，這與其它方法相反，在典型的其它方法中采用了一個(gè)單獨(dú)加工的零件為轉(zhuǎn)子22和轉(zhuǎn)子齒32，將轉(zhuǎn)子齒32壓入輪轂罩22，其中與專利申請(qǐng)USSN07/789，712所描述的類似輪轂罩22未被導(dǎo)入車輪輪轂18，此申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)在這里作為參考。
導(dǎo)向延伸部19由導(dǎo)磁材料制成，并包括多個(gè)加工在其上的齒32，這些齒在尺寸上相同并沿一根與車輪主軸10的中心線平行的軸線延伸，且提供了一個(gè)由齒32間的空隙分割的磁力線軌跡。轉(zhuǎn)子和導(dǎo)向延伸部19由一種能輕易導(dǎo)通磁力線的材料構(gòu)成，例如SAE1010鋼或一種富鐵含量的粉末金屬材料。本發(fā)明的速度傳感器包括一組零件，它們被支承在一個(gè)由輪轂罩22，輪轂罩蓋板26和車輪輪轂18形成的空腔內(nèi)。
定子盤(pán)36由一螺栓52固定在車輪主軸10上并由車輪主軸10定位，螺栓52與車輪主軸10的螺紋區(qū)20處的螺紋嚙合，其中一固定螺母50被旋在固定螺栓52的端部上并將定子盤(pán)36固定在車輪主軸10上。其它元件則安裝在定子盤(pán)36上，包括一個(gè)由大量匝數(shù)的電線構(gòu)成的通電線圈38，此通電線圈38環(huán)繞車輪主軸10的中心線并繞在安裝于定子盤(pán)36上之支承轂體47的外側(cè)部分上。通電線圈38的輸出導(dǎo)線39連接到電極41，電極41則與兩個(gè)與導(dǎo)線43導(dǎo)電連接的導(dǎo)線螺栓48接觸，導(dǎo)線43則經(jīng)螺栓52通入車輪主軸10上的軸向孔。導(dǎo)線43通向一共用的信號(hào)整理電路，其輸出則通向任一數(shù)量的卡車的系統(tǒng)，例如防抱死制動(dòng)系統(tǒng)或輸電控制單元。定子盤(pán)36還包括一組磁鐵56，其形狀可使之裝配進(jìn)位于支承殼體47上的數(shù)量相同的凹槽內(nèi)，圖2更清楚地示出了這一點(diǎn)。這樣設(shè)置磁鐵56，即相對(duì)于定子盤(pán)36北極面對(duì)相同的方向并被插入加工在支承轂體47上的凹槽49內(nèi)。支承轂體47可由性質(zhì)上為非磁性的塑料制成并支承一對(duì)金屬插件51，其內(nèi)部鉆有孔并攻有螺紋以接受電極導(dǎo)線螺栓48。
在支承轂體47的外表面有一隔板46，它通過(guò)一組鉚釘54固定在支承轂體47上，鉚釘54被固定在隔板46的一側(cè)上且穿過(guò)支承轂體47，并且被固定在定子盤(pán)36的相對(duì)側(cè)上。隔板46的外徑與定子盤(pán)36基本相同，定子盤(pán)則略小于轉(zhuǎn)子30的內(nèi)徑。
定子盤(pán)36具有大量的均勻隔開(kāi)且尺寸相同的定子齒37，齒37的數(shù)量最好與轉(zhuǎn)子30周緣所具有的齒相同。定子盤(pán)36通過(guò)一旋在螺栓52上的固定螺母50固定在車輪主軸10的端部上，并且定位于車輪主軸10之端部外徑上，其中一個(gè)鍵51從定子盤(pán)36延伸進(jìn)車輪主軸10上的一鍵槽內(nèi)，以防止定子盤(pán)36和車輪主軸10之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
在工作中，轉(zhuǎn)子30與安裝在車輪輪轂18上的卡車車輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)。定子盤(pán)36相對(duì)于車輪主軸10是固定的，這樣在轉(zhuǎn)子30和定子盤(pán)36之間就有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即轉(zhuǎn)子齒32在定子齒37上方通過(guò)，因此當(dāng)轉(zhuǎn)子齒32和定子齒37相互對(duì)齊時(shí)就從-高值到-低值改變了磁阻。-磁場(chǎng)由磁鐵56產(chǎn)生并由磁力線57示出。磁阻變化使得在定子通電線圈38內(nèi)感生出電壓，此電壓通過(guò)輸出導(dǎo)線39被導(dǎo)向電接頭并進(jìn)入電極41和導(dǎo)線43。感生電壓的頻率與卡車車輪速度成比例地增加，這樣就可計(jì)算車輛速度。
當(dāng)轉(zhuǎn)子齒32與定子齒37重合或?qū)?zhǔn)時(shí)磁阻最小，并當(dāng)轉(zhuǎn)子齒32與定子齒37之間的間隙對(duì)準(zhǔn)時(shí)磁阻最大。采用傳統(tǒng)的信號(hào)整理和檢測(cè)技術(shù)整理通電線圈38內(nèi)產(chǎn)生的信號(hào)。
在原始的裝配過(guò)程中或在使用后重新裝配時(shí)，可采用一隔板46方便地在定子齒37和轉(zhuǎn)子30的內(nèi)徑之間建立工作間隙。將卡車輪軸支起，以便使車輪輪轂18和安裝在其上的車輪組件不承受車輛的重量。這一操作卸去了車輪軸承14的載荷，這樣車輪輪轂18和輪轂罩22的重量就在一側(cè)消除了輪軸軸承14的游隙，所述的一側(cè)與車輛處于正常工作形態(tài)時(shí)的一側(cè)相對(duì)。將把輪轂罩22固定在車輪輪轂18上的安裝螺栓24放松，這樣輪轂罩22就可以在很小程度上移動(dòng)，然后朝一側(cè)移動(dòng)輪轂罩22，使轉(zhuǎn)子30與隔板46在一個(gè)點(diǎn)接觸，所述點(diǎn)與由一根從正常的輪胎一道路接觸點(diǎn)通過(guò)輪軸中心線延伸的直線建立的點(diǎn)(在此點(diǎn)該直線與轉(zhuǎn)子30相交)相對(duì)。一旦移動(dòng)了輪轂罩22而使得轉(zhuǎn)子30在上述點(diǎn)接觸隔板46，就擰緊輪轂罩安裝螺栓24。一旦放下輪軸而使輪胎接觸公路表面并支承車輛，車輪軸承14中的游隙就允許轉(zhuǎn)子30與隔板46分離，這樣就在轉(zhuǎn)子齒32和定子齒37之間建立了適當(dāng)?shù)墓ぷ鏖g隙。這樣隔板46就起著在轉(zhuǎn)子30和定子36之間預(yù)置工作間隙的作用，也起著傳導(dǎo)由磁鐵56產(chǎn)生之磁場(chǎng)的作用，并且必須由可導(dǎo)磁材料制造。
盡管以上參照所示實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解本發(fā)明可以改進(jìn)和改動(dòng)，所以本發(fā)明僅受后面的權(quán)利要求的限制。
權(quán)利要求
1.一種車輛輪速傳感器，包括一個(gè)具有一旋轉(zhuǎn)軸線并可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在一車輛車輪主軸(10)上的車輪輪轂(18)，車輪主軸(10)具有一貫通的軸向通道(12)，所述車輪輪轂(18)內(nèi)具有一輪轂空腔，其中所述輪轂空腔帶有一內(nèi)環(huán)形表面；一個(gè)輪轂罩(22)，它被固定在所述車輪輪轂(18)上而形成一個(gè)環(huán)繞輪速傳感器的空腔并帶有一凸緣(19)，所述凸緣(19)從所述輪轂罩(22)延伸并定位在所述輪轂空腔的所述內(nèi)環(huán)形表面上，所述凸緣(19)帶有一組沿軸向延伸并軸向延伸進(jìn)所述輪轂空腔內(nèi)的凸緣齒(32)；一個(gè)定子盤(pán)(36)，它帶有一組加工在一周緣上的定子齒(37)，并且所述定子盤(pán)(36)不可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述車輪主軸(10)上；一組帶有弧形內(nèi)，外徑向表面并安裝在所述定子盤(pán)(36)上的環(huán)形磁鐵(56)，所述磁鐵(56)被定向使相配的磁極軸向朝內(nèi)，以產(chǎn)生一個(gè)穿過(guò)所述定子齒(37)和所述凸緣齒(32)的磁場(chǎng)(57)；一個(gè)具有大量匝數(shù)的電線的環(huán)形傳感線圈(38)，它環(huán)繞所述主軸(10)的中心線并介于所述磁鐵(56)和所述輪轂罩(22)之間，并安裝在所述定子盤(pán)(36)上；用于處理電信號(hào)的電路裝置(45)；一導(dǎo)線(39)，它連接于所述傳感線圈(38)并延伸進(jìn)所述主軸的軸向通道(12)，且連接于所述電路裝置(45)；將所述定子盤(pán)(36)固定在所述主軸(10)上的固定裝置(50，52)；和一個(gè)不可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述定子盤(pán)(36)上的定位板(46)，所述定位板(46)具有一個(gè)連續(xù)地非常接近于所述輪轂罩(22)的周緣。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛輪速傳感器，其中所述固定裝置是一個(gè)與所述主軸軸向通道(12)內(nèi)的螺紋區(qū)(20)嚙合的螺栓(52)。
3.如權(quán)利要求1所述的車輛輪速傳感器，其中所述輪轂罩(22)和所述凸緣(19)由鐵磁性材料制成，所述凸緣(19)圓柱狀地成形并環(huán)繞所述定子盤(pán)(36)。
4.如權(quán)利要求1所述的車輛輪速傳感器，其中所述輪轂罩(22)和所述凸緣(19)由富鐵含量的粉末金屬材料制成。
5.一種輪速傳感器，包括一向外延伸的車輛主軸(10);一個(gè)具有一旋轉(zhuǎn)軸線并可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述車輛主軸(10)上的輪轂(18)，所述輪轂(18)具有一個(gè)帶一環(huán)形內(nèi)表面的空腔;一個(gè)帶有一圓形外邊緣并固定在所述車輛主軸(10)上的定子(36)，所述定子(36)帶有加工在其所述外邊緣上的多個(gè)齒(37);和一個(gè)輪轂罩(22)，它帶有從其上延伸的一環(huán)形凸緣(19)，所述凸緣(19)與所述輪轂(18)的所述內(nèi)表面嚙合，所述凸緣(19)帶有多個(gè)加工在其上的凸緣齒(32)，其中當(dāng)所述輪轂(18)旋轉(zhuǎn)時(shí)所述凸緣齒(32)與所述定子齒(37)靠磁場(chǎng)相互作用。
6.如權(quán)利要求5所述的輪速傳感器，其中一個(gè)帶有大量匝數(shù)的電線并環(huán)繞所述輪轂(18)的所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的環(huán)形傳感線圈(38)位于所述定子盤(pán)(36)附近。
7.如權(quán)利要求6所述的輪速傳感器，其中一組半圓形磁鐵塊(56)安裝在所述定子盤(pán)(36)附近并非常接近于所述傳感線圈(38)，所述磁鐵塊(56)的磁極取向產(chǎn)生一個(gè)穿過(guò)所述定子齒(37)進(jìn)入所述凸緣齒(32)的磁場(chǎng)(57)。
全文摘要
一種裝在車輪主軸，輪轂和輪轂罩組件上的輪速傳感器。采用永久磁鐵產(chǎn)生一磁場(chǎng)，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)磁力線從輪轂罩凸緣上的一組齒進(jìn)入定子上的一組齒，磁阻改變的頻率以與輪速成正比的頻率變化。定子通過(guò)固定螺栓安裝在主軸端部，以使能方便地取下定子進(jìn)行維護(hù)而不致碰觸主軸軸承。設(shè)有一個(gè)定位板作為定子組件的一部分，以便在將輪轂罩組裝在輪轂上時(shí)通過(guò)允許轉(zhuǎn)子接觸定位板而方便地在凸緣上的齒和定子上的齒之間建立工作間隙。
文檔編號(hào)G01P3/487GK1096255SQ9410131
公開(kāi)日1994年12月14日 申請(qǐng)日期1994年1月25日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月25日
發(fā)明者J·M·肯齊奧爾 申請(qǐng)人:易通公司