回転速度センサを備えた軸受

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【発明の名称】	回転速度センサを備えた軸受
【発明者】	【氏名】大内英男
【要約】	【課題】【解決手段】シール体２０５が、エンコーダ２０２よりも外方に配置され、シール体２０５を取り付けるカバー２０４は磁性材から形成されており、シールリップ２０５ａ、２０５ｂには透磁率の高い磁性粉末が混入されているので、エンコーダ２０２を外部の強磁場から保護する磁気シールドとして機能し、それによりセンサ２０３が内輪組立体１０２の回転速度を正確に検出できるようにしている。

【特許請求の範囲】
【請求項１】軌道を有する固定輪と、軌道を有し、前記固定輪に対して回転自在な回転輪と、両軌道間に配置された複数の転動部材と、前記回転輪に取り付けられたエンコーダと、前記エンコーダに対向して配置され、前記回転輪の回転速度を磁気的に検出する回転速度センサと、両輪間を密封するシールリップと、前記シールリップを前記固定輪又は前記回転輪に取り付ける芯金とを有するシールとからなり、前記シールは、前記エンコーダよりも外方に配置され、前記シールの芯金は磁性材から形成されており、前記シールリップには透磁率の高い磁性粉末が混入されている回転速度センサを備えた軸受。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用の軸受に関し、特に回転輪の回転速度を検出できる回転速度センサを備えた軸受に関する。
【０００２】車両の制御を行う場合において、車速をパラメータの一つとして用いる場合がある。ここで、車速を正確に検出するには、車輪の回転数を検出することが考えられる。しかし、車輪の回転速度を直接検出することは一般的に困難であることから、その代わりに車輪を回転自在に支持するハブ・ユニットにおいて、軸受の回転輪の回転速度を検出することが多い。
【０００３】図２は、特開平６－２８１０１８号公報に開示されている、回転輪の回転速度を検出するために用いるエンコーダ及びシールの断面図である。図２において、回転輪１の外周には、円筒部材３が取り付けられている。円筒部材３の端部には、半径方向に延在する回転ディスク２が接合されている。回転ディスク２の右方面には、磁性粒子を添加したエラストマからなるエンコーダ４が接着されている。
【０００４】一方、固定輪６の内周には、芯金７が嵌合され、かかる芯金７の内周から、回転ディスク２の左方面に向かって、２つのシールリップ１１ａ、１１ｂが延在している。
【０００５】エンコーダ４は、周方向に等ピッチで交互にＮ極とＳ極とが多極的に着磁されている。不図示のセンサが、エンコーダ４に近接して配置されており、回転輪１が回転することにより、エンコーダ４の磁極がセンサの前面を横切るため、センサは磁束密度の変化を検知し、回転輪１の回転速度に対応する周波数を備えた出力信号を出力する。従って、かかる出力信号に基づき、回転輪１の回転速度を検出することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図２に示す従来技術においては、以下に述べるような問題がある。エンコーダ４は、磁気的にシールドされていないため、強磁界が発生している場所を車両が通過すると、センサがノイズを拾いやすく、それによりノイズを含んだ信号を出力する恐れがある。そこで、制御装置は車速を求めるために、例えばかかるノイズを排除して車速信号のみを取り出す回路等を設けなくてはならず、製造コストの増大等を招くこととなっていた。
【０００７】これに対し、かかるエンコーダを、例えば駆動輪用ハブ・ユニットに用いた場合には、軸受の内周に等速ジョイントが取り付く構成となっているため、磁気シールド用のカバーを取り付けるに十分なスペースがないという問題がある。
【０００８】かかる問題点に鑑み、本発明は、安価でありながら、回転速度を信頼性高く検出でき、制御の精度を向上することのできる回転速度センサを備えた軸受を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべく、本発明にかかる回転速度センサを備えた軸受は、軌道（１０１ｃ、１０１ｄ）を有する固定輪（１０１）と、軌道（１０２ｄ、１０２ｅ）を有し、前記固定輪（１０１）に対して回転自在な回転輪（１０２）と、両軌道間に配置された複数の転動部材（１０３）と、前記回転輪（１０２）に取り付けられたエンコーダ（２０２）と、前記エンコーダ（２０２）に対向して配置され、前記回転輪（１０２）の回転速度を磁気的に検出する回転速度センサ（２０３）と、両輪間を密封するシールリップ（２０５ａ、２０５ｂ）と、前記シールリップ（２０５ａ、２０５ｂ）を前記固定輪（１０１）又は前記回転輪（１０２）に取り付ける芯金（２０４）とを有するシール（２０４，２０５）とからなり、前記シール（２０４、２０５）は、前記エンコーダ（２０２）よりも外方に配置され、前記シール（２０５）の芯金（２０４）は磁性材から形成されており、前記シールリップ（２０５ａ、２０５ｂ）には透磁率の高い磁性粉末が混入されている。
【００１０】
【作用】本発明の回転速度センサを備えた軸受によれば、前記シール（２０４，２０５）が、前記エンコーダ（２０２）よりも外方に配置され、前記シール（２０４，２０５）の芯金（２０４）は磁性材から形成されており、前記シールリップ（２０５ａ、２０５ｂ）には透磁率の高い磁性粉末が混入されているので、前記シール（２０４，２０５）は、前記エンコーダ（２０２）を外部の強磁場から保護する磁気シールドとして機能し、それにより前記センサ（２０３）が前記回転輪の回転速度を正確に検出できるようにしている。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の態様にかかるハブ・ユニットの断面図である。
【００１２】図１において、本実施の形態にかかるハブ・ユニットは、外輪１０１と、内輪組立体１０２と、前記外輪１０１と前記内輪組立体１０２との間に配置された二列のボール１０３と、前記ボールを保持する保持器１０４と、前記外輪１０１と前記内輪組立体１０２との間において、ボール１０３の左方に配置されたシール１０５と、前記外輪１０１と前記内輪組立体１０２との間において、ボール１０３の右方に配置されたセンサ・シールユニット２００とからなる。
【００１３】固定輪である外輪１０１は、円筒状の本体１０１ａと、本体１０１ａから半径方向外方に延在する円板状のフランジ部１０１ｂとからなる。外輪１０１は、内周に２列の軌道面１０１ｃ、１０２ｄを有し、不図示のボルトにより車体（不図示）に対して固定されるようになっている。
【００１４】回転輪である内輪組立体１０２は、外輪１０１に内包される円筒状の本体１０２ａと、本体１０２ａから半径方向外方に延在する円板状のフランジ部１０２ｂと、本体１０２ａの右端外周に嵌合された環状部材１０２ｃとからなる。
【００１５】内輪組立体１０２の本体１０２ａは、その外周に軌道面１０２ｄを有する。一方、環状部材１０２ｃは、その外周に軌道面１０２ｅを有する。軌道面１０２ｄ、１０２ｅと、それぞれ対向する外輪１０１の軌道輪１０１ｄ、１０１ｅとの間に、転動体であるボール１０３が挟持されている。かかる外輪１０１と、内輪組立体１０２と、ボール１０３とでいわゆるアンギュラコンタクトタイプの軸受を構成している。ボール１０３は、保持器１０４により適所に保持されている。
【００１６】内輪組立体１０２は、フランジ部１０２ｂにボルト孔１０２ｆを形成しており、かかるボルト孔１０２ｆに挿通されたボルト１０６を用いて、不図示の車輪を取り付けている。
【００１７】シール１０５は、その芯金１０５ａを外輪１０１に取り付け、かつ３つのシールリップ１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄを内輪組立体１０２に当接させている。
【００１８】エンコーダユニットは、ホルダ２０１と、ホルダ２０１に取り付けられた多極磁石エンコーダ２０２とからなり、センサ・シールユニット２００は、多極磁石エンコーダ２０２に対向するセンサ２０３と、センサ２０３を保持するカバー２０４と、カバー２０４から延在するシール体２０５とからなる。
【００１９】断面Ｌ字状のホルダ２０１は、内輪組立体１０２の環状部材１０２ｃの外周に圧入固定され、ボール１０３と干渉しない位置に取付けられている。ＳＰＣＣ等の磁性体の板材からなるホルダ２０１のフランジ部には、フェライトを混入したゴム磁石からなる環状の多極磁石エンコーダ２０２が、焼付固定されている。エンコーダ２０２の側面は、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に等ピッチで多極的に着磁されている。エンコーダ２０２は、環状部材１０２ｃの端面と面一になるまで仮圧入した時点で着磁され、着磁後、圧入治具（不図示）にて正規の軸線方向位置まで圧入される。
【００２０】ＳＰＣＣ等の磁性体の板材からプレス加工して製作されたカバー２０４は、後述するシールリップ２０５ａ、２０５ｂの芯金として機能し、かつ第１の円筒部２０４ａの右端と、第１の円筒部２０４ａより小径の第２の円筒部２０４ｂの左端を、大フランジ２０４ｃにより半径方向に連結し、更に第２の円筒部２０４ｂから内方に、小フランジ２０４ｄを延在させた構成を有してなる。
【００２１】第１の円筒部２０４ａを環状部材１０２ｃの外周に嵌合し、大フランジ２０４ｃを環状部材１０２ｃの端部に当接させることにより、後述するセンサ２０３とエンコーダ２０２との間隔を規定するようにして、カバー２０４は内輪組立体１０２に取り付けられている。第２の円筒部２０４ｂと小フランジ２０４ｄとの間の空間には、回転速度センサとしてのセンサ２０３が取り付けられ、多極磁石エンコーダ２０２に対向している。なお、センサ２０３は、カバー２０４に対して、円周方向の一部のみに取り付けられているが、センサ２０３の収納スペースを確保するため、その部分のみ軸線方向外方に延長している。
【００２２】センサ２０３は、ＭＲ素子あるいはホール素子と波形整形回路が組み込まれた検出器が樹脂モールドされてなる。センサの検知部はエンコーダ２０２に近接配置され、エンコーダ２０２の回転速度に比例した信号を出力している。
【００２３】シール体２０５は、カバー２０４の小フランジ２０４ｄの内周端から内方に延在する２つのシールリップ２０５ａ、２０５ｂとを有する。かかるシールリップ２０５ａ、２０５ｂは、二点鎖線で示す等速ジョイント２０６の外周に当接し、外部からの塵埃や水の侵入を防止する。なお、シールリップ２０５ａ、２０５ｂは、透磁率の高い磁性粉末（例えば、純鉄の粉末など）を混入したエラストマ材から作られている。
【００２４】本実施の形態にかかるハブ・ユニットが車輪に取り付けられ、車輪が回転したときには、多極磁石エンコーダ２０２の端面が、センサ２０３の前面を横切るので、センサ２０３は、内輪組立体１０２の回転に応じた周波数を含む出力信号を出力する。
【００２５】かかる出力信号は不図示の制御装置に送られて、それに基づき回転速度が検出されるようになっている。
【００２６】本実施の形態によれば、センサ２０３は、磁性体であるカバー２０４と、磁性シール体２０５と、磁性体である等速ジョイント２０６と、内輪組立体１０２と、ボール１０３と、外輪１０１とによりスキマなく囲まれている。従って、本実施の形態のハブ・ユニットを取り付けた車両が、強磁界のあるところを走行しても、磁束のほとんどは、センサ２０３の周囲の磁性体に沿って流れ、センサ２０３に影響を及ぼす恐れが少ない。従って、外部磁界に起因するセンサ２０３の出力信号に生じるノイズをより低減させることができ、より信頼性の高い回転速度信号を供することができる。なお、本実施の形態においては、磁性体カバー２０４におけるセンサ２０３が取り付けられた円周方向の一断面の内径寸法は、環状部材１０２ｃの外径寸法よりも小さくなっていて、側面から眺めたとき、カバー２０４と環状部材１０２ｃの一部がオーバーラップするようにしている。このため、シールリップ２０５ａ、２０５ｂの透磁率をあまり高くできなくとも、等速自在継手の円筒部の外周に対して平行に流れるノイズ磁束が、環状部材１０２ｃの外径寸法よりも外側（大径部）に取り付いた多極磁石エンコーダ２０２とセンサ２０３に流れる可能性は極めて低くなっている。
【００２７】以上、本発明を実施の態様を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の態様に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、カバーはプレス成形により形成されても、溶接により形成されても良い。
【００２８】
【発明の効果】本発明の回転速度センサを備えた軸受によれば、シールが、エンコーダよりも外方に配置され、シールの芯金は磁性材から形成されており、シールのシールリップには透磁率の高い磁性粉末が混入されているので、前記シールは、前記エンコーダを外部の強磁場から保護する磁気シールドとして機能し、それによりセンサが前記回転輪の回転速度を正確に検出できるようにしている。

【出願人】	【識別番号】０００００４２０４【氏名又は名称】日本精工株式会社
【出願日】	平成９年（１９９７）６月２７日
【代理人】	【弁理士】【氏名又は名称】井上義雄（外２名）
【公開番号】	特開平１１－２３５９７
【公開日】	平成１１年（１９９９）１月２９日
【出願番号】	特願平９－１８６０１５