JP3580002B2 - 回転速度検出装置付転がり軸受ユニット - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明に係る回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度を検出する為に利用する。
【０００２】
【従来の技術】
アンチロックブレーキ装置（ＡＢＳ）やトラクションコントロール装置（ＴＣＳ）を制御する為には、懸架装置に回転自在に支持した車輪の回転速度を検出する必要がある。この為に使用する回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、従来から各種構造のものが知られているが、回転速度検出装置をコンパクトに構成して、全体を小型にした構造としては、例えばフランス特許公報 ＦＲ ２ ５７４ ５０１−Ａ１に記載されたものが知られている。図４は、この公報に記載された回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを示している。
【０００３】
固定輪であって使用時に回転しない内輪１は、固定側周面である外周面に、固定側軌道面である内輪軌道２を有する。又、回転輪であって使用時に回転する外輪３は、回転側周面である内周面に、回転側軌道面である外輪軌道４（本発明の実施の形態を示す図１参照。但し、図１の場合、この外輪軌道４は固定側軌道面である。）を有する。そして、上記内輪軌道２と外輪軌道４との間に複数の転動体５を設けて、上記内輪１の周囲に外輪３を回転自在に支持している。又、上記外輪３の端部内周面には、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成されたトーンホイール６を内嵌固定している。このトーンホイール６は、永久磁石７を備え、この永久磁石７の側面にＳ極とＮ極とを、交互に、且つ等間隔で配置している。一方、上記内輪１の端部外周面にはシールリング８を外嵌固定し、このシールリング８に保持したセンサ９を、上記トーンホイール６の側面に対向させている。上記シールリング８は、上記内輪１の端部外周面に外嵌固定される嵌合筒１０と弾性材１１とを備える。上記センサ９は、これら嵌合筒１０と弾性材１１とにより内外両周縁を支持された基板１２の側面に支持されている。この様に構成される回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合、上記外輪３と共にトーンホイール６が回転すると上記センサ９の出力が、このトーンホイール６の回転速度に比例した周波数で変化する。そこで、このセンサ９の出力信号を図示しない制御器に入力すれば、ＡＢＳやＴＣＳを制御できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示した従来構造の場合、センサ９を支持する為の基板１２と内輪１の外周面にシールリング８を固定する為の嵌合筒１０とを独立して設けている為、構成部品が多く、コストが嵩む事が避けられない。本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、この様な事情に鑑みて、部品点数を減少してコストを低減すべく発明したものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、前述した従来の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットと同様に、固定側周面に固定側軌道面を有し使用時に回転しない固定輪と、回転側周面に回転側軌道面を有し使用時に回転する回転輪と、上記固定側軌道面と回転側軌道面との間に設けられた複数の転動体と、全体を円環状に形成されて側面の磁気特性等の特性を円周方向に亙って交互に且つ等間隔に変化させ、上記回転側周面に支持されたトーンホイールと、上記固定側周面に支持されてこの固定側周面と上記回転側周面との間を塞ぐシールリングと、このシールリングに支持されて上記トーンホイールの側面と対向して、上記特性の変化に応じて出力を変化させるセンサとを備える。
特に、本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットに於いては、上記シールリングは弾性材中に円輪状の取付基板を包埋したものである。又、このシールリングを構成する弾性材の周縁部は、この取付基板の剛性に基づいて上記固定側周面に係止されている。そして、上記センサは上記取付基板の側面に支持されている。
【０００６】
【作用】
上述の様に構成される本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合には、シールリングを構成する弾性材の周縁部を取付基板の剛性に基づいて固定側周面に係止しているので、少ない部品点数で必要な性能を得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１〜３は本発明の実施の形態の１例を示している。回転輪であるハブ１３の外端部（外とは、自動車に装着した場合に幅方向外側になる部分を言い、図１、３の左側。）には車輪固定用のフランジ１４を設け、回転側周面である外周面の中間部には、回転側軌道面である内輪軌道２ａを形成している。又、上記ハブ１３の外周面の内端部（内とは、自動車に装着した場合に幅方向内側になる部分を言い、図１、３の右側。）には、やはり回転側周面である外周面に、やはり回転側軌道面である内輪軌道２ｂを有する内輪１ａを外嵌固定している。尚、図示の例では、駆動輪（ＦＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪、４ＷＤ車の全輪）用の転がり軸受ユニットを示している。この為、上記ハブ１３を円筒状に形成し、その内周面に図示しない駆動軸の外周面に形成した雄スプライン溝と係合させる為の雌スプライン溝部１５を形成している。又、上記内輪１ａの内端面は上記ハブ１３の内端面よりも内方に突出させている。車両への組み付け状態では、上記内輪１ａの内端面と図示しない等速ジョイントの外端面とが当接する。
【０００８】
又、固定輪である外輪３ａは、図示しない懸架装置のナックルに支持する為の取付部１６を外周面に、固定側軌道面である複列の外輪軌道４、４を固定側周面である内周面に、それぞれ形成している。この外輪軌道４、４と上記内輪軌道２ａ、２ｂとの間には、それぞれ複数個ずつの転動体５、５を設けて、上記取付部１６により懸架装置に支持された外輪３ａの内側に、上記ハブ１３を回転自在に支持している。尚、図示の例では転動体５、５として玉を示しているが、重量の嵩む自動車用の転がり軸受ユニットの場合には転動体としてテーパころを使用する場合もある。
【０００９】
更に、上記外輪３ａの外端部内周面と上記ハブ１３の中間部内周面との間には１個のシールリング１７を、この外輪３ａの内端部内周面と、上記内輪１ａの内端部外周面との間には１対のシールリング１８ａ、１８ｂを、それぞれ設けている。上記１対のシールリング１８ａ、１８ｂのうち、転動体５、５側に設けたシールリング１８ａは、芯金１９と弾性材２０とにより構成されている。このうちの芯金１９は、軟鋼板等の金属板を断面Ｌ字形で全体を円環状に形成している。又、この芯金１９の内径は上記内輪１ａの内端部の外径よりも少しだけ大きく、芯金１９の外径は上記外輪３ａの内端部の内径よりも十分に小さい。
【００１０】
又、上記弾性材２０は、フェライトの粉末を混入したゴム磁石であり、上記芯金１９はこの弾性材２０中に包埋されている。又、この弾性材２０は、軸方向（図１、３の左右方向）に亙って着磁している。着磁方向は、円周方向に亙って交互に、且つ等間隔で変化させている。従ってこの弾性材２０の内側面には、Ｓ極とＮ極とが、交互に、且つ等間隔で配置されていて、上記シールリング１８ａがトーンホイールとして機能する。この様なシールリング１８ａは、上記弾性材２０の内周縁を上記内輪１ａの内端部外周面に形成した係合溝２１に弾性係合させる事により、この内輪１ａの内端部外周面に係止している。そして、この状態で上記弾性材２０の外周縁を、上記外輪３ａの内端部内周面に、全周に亙って摺接させている。
【００１１】
一方、開口端側に設けたシールリング１８ｂは、取付基板２２と弾性材２３とから構成されている。このうちの取付基板２２は、フェノール樹脂等の合成樹脂、或は金属板等の板材により、全体を円輪状に形成している。この取付基板２２の外径は上記外輪３ａの内端部の内径よりも少しだけ小さく、取付基板２２の内径は上記内輪１ａの内端部の外径よりも十分に大きい。この様な取付基板２２の外側面にはセンサ９ａを支持固定し、このセンサ９ａを、上記転動体５、５側に設けたシールリング１８ａの弾性材２０の内側面に対向させている。このセンサ９ａには、ホール素子、或はＭＲ素子等、磁束の方向、或は密度の変化に応じて出力を変化させる素子を組み込み、更にスペースが許せば必要に応じて、電源安定化回路、波形整形回路等の電気回路部品も組み込む。この場合、センサ本体と電気回路部品とを１個のＩＣ中に組み込めば、全体を極く小型に構成して、限られた設置スペースへの組み込みが可能になる。但し、上記電気回路は必ずしもセンサ本体と同じ部分に設ける必要はなく、任意の空きスペースに設置すれば良い。何れにしても、上記センサ９ａの出力信号は、上記シールリング１８ｂの内側面から導出されたハーネス２５により取り出して、図示しない制御器に送る。
【００１２】
又、上記弾性材２３は、ゴム、エラストマー等により構成されている。そして上記取付基板２２及びセンサ９ａは、この弾性材２３中に包埋されている。この様なシールリング１８ｂは、上記弾性材２３の外周縁を上記外輪３ａの内端部内周面に形成した係合溝２４に弾性係合させる事により、この外輪３ａの内端部内周面に係止している。そして、この状態で上記弾性材２３の内周縁を、上記内輪１ａの内端部外周面に、全周に亙って摺接させている。
【００１３】
上述した様な回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合、ハブ１３の外端部に設けられたフランジ１４に固定された車輪を、外輪３ａを支持した懸架装置に対し、回転自在に支持できる。又、車輪の回転に伴なってハブ１３の内端部に外嵌固定した内輪１ａと共にシールリング１８ａが回転すると、このシールリング１８ａと対向したセンサ９ａの出力が変化する。このセンサ９ａの出力が変化する周波数は、車輪の回転速度に比例する為、センサ９ａの出力信号をハーネス２５を介して図示しない制御器に入力すれば、上記車輪の回転速度を求め、ＡＢＳやＴＣＳを適切に制御できる。
【００１４】
上述の様な本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合、車輪を回転自在に支持する作用、並びに車輪の回転速度を検出する作用は、従来から知られている回転速度検出装置付転がり軸受ユニットと同様である。特に、本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合には、センサ９ａを包埋したシールリング１８ｂを構成する弾性材２３の周縁部を、このセンサ９ａを取り付ける為の取付基板２２の剛性に基づいて外輪３ａの内端部内周面に係止しているので、少ない部品点数で必要な性能を得られる。より具体的には、前記図４に示した従来構造に設けていた嵌合筒１０が不要となるので、その分、部品点数の削減によるコスト低減が可能になる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは以上に述べた通り構成され作用するので、小型且つ安価な回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す、図２のＡ−Ａ断面図。
【図２】図１の右方から見た図。
【図３】ハーネスを省略して示す、図１のＢ部拡大図。
【図４】従来構造の１例を示す部分断面図。
【符号の説明】
１、１ａ 内輪
２、２ａ、２ｂ 内輪軌道
３、３ａ 外輪
４ 外輪軌道
５ 転動体
６ トーンホイール
７ 永久磁石
８ シールリング
９、９ａ センサ
１０ 嵌合筒
１１ 弾性材
１２ 基板
１３ ハブ
１４ フランジ
１５ 雌スプライン溝部
１６ 取付部
１７、１８ａ、１８ｂ シールリング
１９ 芯金
２０ 弾性材
２１ 係合溝
２２ 取付基板
２３ 弾性材
２４ 係合溝
２５ ハーネス
【産業上の利用分野】
この発明に係る回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度を検出する為に利用する。
【０００２】
【従来の技術】
アンチロックブレーキ装置（ＡＢＳ）やトラクションコントロール装置（ＴＣＳ）を制御する為には、懸架装置に回転自在に支持した車輪の回転速度を検出する必要がある。この為に使用する回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、従来から各種構造のものが知られているが、回転速度検出装置をコンパクトに構成して、全体を小型にした構造としては、例えばフランス特許公報 ＦＲ ２ ５７４ ５０１−Ａ１に記載されたものが知られている。図４は、この公報に記載された回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを示している。
【０００３】
固定輪であって使用時に回転しない内輪１は、固定側周面である外周面に、固定側軌道面である内輪軌道２を有する。又、回転輪であって使用時に回転する外輪３は、回転側周面である内周面に、回転側軌道面である外輪軌道４（本発明の実施の形態を示す図１参照。但し、図１の場合、この外輪軌道４は固定側軌道面である。）を有する。そして、上記内輪軌道２と外輪軌道４との間に複数の転動体５を設けて、上記内輪１の周囲に外輪３を回転自在に支持している。又、上記外輪３の端部内周面には、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成されたトーンホイール６を内嵌固定している。このトーンホイール６は、永久磁石７を備え、この永久磁石７の側面にＳ極とＮ極とを、交互に、且つ等間隔で配置している。一方、上記内輪１の端部外周面にはシールリング８を外嵌固定し、このシールリング８に保持したセンサ９を、上記トーンホイール６の側面に対向させている。上記シールリング８は、上記内輪１の端部外周面に外嵌固定される嵌合筒１０と弾性材１１とを備える。上記センサ９は、これら嵌合筒１０と弾性材１１とにより内外両周縁を支持された基板１２の側面に支持されている。この様に構成される回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合、上記外輪３と共にトーンホイール６が回転すると上記センサ９の出力が、このトーンホイール６の回転速度に比例した周波数で変化する。そこで、このセンサ９の出力信号を図示しない制御器に入力すれば、ＡＢＳやＴＣＳを制御できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示した従来構造の場合、センサ９を支持する為の基板１２と内輪１の外周面にシールリング８を固定する為の嵌合筒１０とを独立して設けている為、構成部品が多く、コストが嵩む事が避けられない。本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、この様な事情に鑑みて、部品点数を減少してコストを低減すべく発明したものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、前述した従来の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットと同様に、固定側周面に固定側軌道面を有し使用時に回転しない固定輪と、回転側周面に回転側軌道面を有し使用時に回転する回転輪と、上記固定側軌道面と回転側軌道面との間に設けられた複数の転動体と、全体を円環状に形成されて側面の磁気特性等の特性を円周方向に亙って交互に且つ等間隔に変化させ、上記回転側周面に支持されたトーンホイールと、上記固定側周面に支持されてこの固定側周面と上記回転側周面との間を塞ぐシールリングと、このシールリングに支持されて上記トーンホイールの側面と対向して、上記特性の変化に応じて出力を変化させるセンサとを備える。
特に、本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットに於いては、上記シールリングは弾性材中に円輪状の取付基板を包埋したものである。又、このシールリングを構成する弾性材の周縁部は、この取付基板の剛性に基づいて上記固定側周面に係止されている。そして、上記センサは上記取付基板の側面に支持されている。
【０００６】
【作用】
上述の様に構成される本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合には、シールリングを構成する弾性材の周縁部を取付基板の剛性に基づいて固定側周面に係止しているので、少ない部品点数で必要な性能を得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１〜３は本発明の実施の形態の１例を示している。回転輪であるハブ１３の外端部（外とは、自動車に装着した場合に幅方向外側になる部分を言い、図１、３の左側。）には車輪固定用のフランジ１４を設け、回転側周面である外周面の中間部には、回転側軌道面である内輪軌道２ａを形成している。又、上記ハブ１３の外周面の内端部（内とは、自動車に装着した場合に幅方向内側になる部分を言い、図１、３の右側。）には、やはり回転側周面である外周面に、やはり回転側軌道面である内輪軌道２ｂを有する内輪１ａを外嵌固定している。尚、図示の例では、駆動輪（ＦＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪、４ＷＤ車の全輪）用の転がり軸受ユニットを示している。この為、上記ハブ１３を円筒状に形成し、その内周面に図示しない駆動軸の外周面に形成した雄スプライン溝と係合させる為の雌スプライン溝部１５を形成している。又、上記内輪１ａの内端面は上記ハブ１３の内端面よりも内方に突出させている。車両への組み付け状態では、上記内輪１ａの内端面と図示しない等速ジョイントの外端面とが当接する。
【０００８】
又、固定輪である外輪３ａは、図示しない懸架装置のナックルに支持する為の取付部１６を外周面に、固定側軌道面である複列の外輪軌道４、４を固定側周面である内周面に、それぞれ形成している。この外輪軌道４、４と上記内輪軌道２ａ、２ｂとの間には、それぞれ複数個ずつの転動体５、５を設けて、上記取付部１６により懸架装置に支持された外輪３ａの内側に、上記ハブ１３を回転自在に支持している。尚、図示の例では転動体５、５として玉を示しているが、重量の嵩む自動車用の転がり軸受ユニットの場合には転動体としてテーパころを使用する場合もある。
【０００９】
更に、上記外輪３ａの外端部内周面と上記ハブ１３の中間部内周面との間には１個のシールリング１７を、この外輪３ａの内端部内周面と、上記内輪１ａの内端部外周面との間には１対のシールリング１８ａ、１８ｂを、それぞれ設けている。上記１対のシールリング１８ａ、１８ｂのうち、転動体５、５側に設けたシールリング１８ａは、芯金１９と弾性材２０とにより構成されている。このうちの芯金１９は、軟鋼板等の金属板を断面Ｌ字形で全体を円環状に形成している。又、この芯金１９の内径は上記内輪１ａの内端部の外径よりも少しだけ大きく、芯金１９の外径は上記外輪３ａの内端部の内径よりも十分に小さい。
【００１０】
又、上記弾性材２０は、フェライトの粉末を混入したゴム磁石であり、上記芯金１９はこの弾性材２０中に包埋されている。又、この弾性材２０は、軸方向（図１、３の左右方向）に亙って着磁している。着磁方向は、円周方向に亙って交互に、且つ等間隔で変化させている。従ってこの弾性材２０の内側面には、Ｓ極とＮ極とが、交互に、且つ等間隔で配置されていて、上記シールリング１８ａがトーンホイールとして機能する。この様なシールリング１８ａは、上記弾性材２０の内周縁を上記内輪１ａの内端部外周面に形成した係合溝２１に弾性係合させる事により、この内輪１ａの内端部外周面に係止している。そして、この状態で上記弾性材２０の外周縁を、上記外輪３ａの内端部内周面に、全周に亙って摺接させている。
【００１１】
一方、開口端側に設けたシールリング１８ｂは、取付基板２２と弾性材２３とから構成されている。このうちの取付基板２２は、フェノール樹脂等の合成樹脂、或は金属板等の板材により、全体を円輪状に形成している。この取付基板２２の外径は上記外輪３ａの内端部の内径よりも少しだけ小さく、取付基板２２の内径は上記内輪１ａの内端部の外径よりも十分に大きい。この様な取付基板２２の外側面にはセンサ９ａを支持固定し、このセンサ９ａを、上記転動体５、５側に設けたシールリング１８ａの弾性材２０の内側面に対向させている。このセンサ９ａには、ホール素子、或はＭＲ素子等、磁束の方向、或は密度の変化に応じて出力を変化させる素子を組み込み、更にスペースが許せば必要に応じて、電源安定化回路、波形整形回路等の電気回路部品も組み込む。この場合、センサ本体と電気回路部品とを１個のＩＣ中に組み込めば、全体を極く小型に構成して、限られた設置スペースへの組み込みが可能になる。但し、上記電気回路は必ずしもセンサ本体と同じ部分に設ける必要はなく、任意の空きスペースに設置すれば良い。何れにしても、上記センサ９ａの出力信号は、上記シールリング１８ｂの内側面から導出されたハーネス２５により取り出して、図示しない制御器に送る。
【００１２】
又、上記弾性材２３は、ゴム、エラストマー等により構成されている。そして上記取付基板２２及びセンサ９ａは、この弾性材２３中に包埋されている。この様なシールリング１８ｂは、上記弾性材２３の外周縁を上記外輪３ａの内端部内周面に形成した係合溝２４に弾性係合させる事により、この外輪３ａの内端部内周面に係止している。そして、この状態で上記弾性材２３の内周縁を、上記内輪１ａの内端部外周面に、全周に亙って摺接させている。
【００１３】
上述した様な回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合、ハブ１３の外端部に設けられたフランジ１４に固定された車輪を、外輪３ａを支持した懸架装置に対し、回転自在に支持できる。又、車輪の回転に伴なってハブ１３の内端部に外嵌固定した内輪１ａと共にシールリング１８ａが回転すると、このシールリング１８ａと対向したセンサ９ａの出力が変化する。このセンサ９ａの出力が変化する周波数は、車輪の回転速度に比例する為、センサ９ａの出力信号をハーネス２５を介して図示しない制御器に入力すれば、上記車輪の回転速度を求め、ＡＢＳやＴＣＳを適切に制御できる。
【００１４】
上述の様な本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合、車輪を回転自在に支持する作用、並びに車輪の回転速度を検出する作用は、従来から知られている回転速度検出装置付転がり軸受ユニットと同様である。特に、本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合には、センサ９ａを包埋したシールリング１８ｂを構成する弾性材２３の周縁部を、このセンサ９ａを取り付ける為の取付基板２２の剛性に基づいて外輪３ａの内端部内周面に係止しているので、少ない部品点数で必要な性能を得られる。より具体的には、前記図４に示した従来構造に設けていた嵌合筒１０が不要となるので、その分、部品点数の削減によるコスト低減が可能になる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは以上に述べた通り構成され作用するので、小型且つ安価な回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す、図２のＡ−Ａ断面図。
【図２】図１の右方から見た図。
【図３】ハーネスを省略して示す、図１のＢ部拡大図。
【図４】従来構造の１例を示す部分断面図。
【符号の説明】
１、１ａ 内輪
２、２ａ、２ｂ 内輪軌道
３、３ａ 外輪
４ 外輪軌道
５ 転動体
６ トーンホイール
７ 永久磁石
８ シールリング
９、９ａ センサ
１０ 嵌合筒
１１ 弾性材
１２ 基板
１３ ハブ
１４ フランジ
１５ 雌スプライン溝部
１６ 取付部
１７、１８ａ、１８ｂ シールリング
１９ 芯金
２０ 弾性材
２１ 係合溝
２２ 取付基板
２３ 弾性材
２４ 係合溝
２５ ハーネス
Claims (1)
- 固定側周面に固定側軌道面を有し使用時に回転しない固定輪と、回転側周面に回転側軌道面を有し使用時に回転する回転輪と、上記固定側軌道面と回転側軌道面との間に設けられた複数の転動体と、全体を円環状に形成されて側面の特性を円周方向に亙って交互に且つ等間隔に変化させ、上記回転側周面に支持されたトーンホイールと、上記固定側周面に支持されてこの固定側周面と上記回転側周面との間を塞ぐシールリングと、このシールリングに支持されて上記トーンホイールの側面と対向するセンサとを備えた回転速度検出装置付転がり軸受ユニットに於いて、上記シールリングは弾性材中に円輪状の取付基板を包埋したものであり、このシールリングを構成する弾性材の周縁部は、この取付基板の剛性に基づいて上記固定側周面に係止されており、上記センサは上記取付基板の側面に支持されている事を特徴とする回転速度検出装置付転がり軸受ユニット。
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