| 【発明の名称】 |
回転速度検出装置付転がり軸受ユニット |
| 【発明者】 |
【氏名】大内 英男
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| 【要約】 |
【課題】駆動輪である前輪の回転速度を検出自在で、しかも組立作業が容易な構造を実現する。
【解決手段】第一、第二の内輪部材４ａ、５ａを結合してハブ６ａを構成する。第二の内輪部材５ａの中間部にエンコーダ２３を外嵌固定し、外輪１ａに固定したカバー１８ｃに支持したセンサユニット４７の検出面を、上記エンコーダ２３の外半部外周面に対向させる。又、このカバー１８ｃに支持したシールリング１９ｂを構成するシールリップ４１の先端縁を、上記エンコーダ２３の内半部外周面に摺接させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 外周面に懸架装置に支持する為の第一の取付フランジを、内周面に複列の外輪軌道を、それぞれ有する外輪と、外周面の一端寄り部分に車輪を支持する為の第二の取付フランジを、同じく他端寄り部分に第一の内輪軌道を、それぞれ設けた筒状の第一の内輪部材と、一端部をこの第一の内輪部材を外嵌固定する為の円筒部とし、他端部を等速ジョイントの外輪となるハウジング部とし、中間部外周面に第二の内輪軌道を設けた第二の内輪部材と、上記各外輪軌道と上記第一、第二の内輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ設けた転動体と、上記複列の外輪軌道及び第一、第二の内輪軌道を軸方向両側から挟む状態で上記外輪の両端開口部と上記第一、第二の内輪部材の中間部外周面との間に設けた第一、第二のシールリングと、上記外輪又はこの外輪に固定された部材の一部で、上記外輪の他端側開口部と上記第二の内輪部材の中間部外周面との間を塞ぐ上記第二のシールリングと上記第二の内輪軌道部分に配設した複数個の転動体との間に設けたセンサと、上記第二の内輪部材の中間部外周面で上記センサの検出面と対向する部分に固定した環状で円周方向に亙る特性を交互に且つ等間隔に変化させたエンコーダとを備え、上記第二のシールリングは、外径側部分を上記外輪の他端部に直接若しくはこの外輪に固定した部材を介して支持し、内径側部分に全周に亙って設けたシールリップの先端縁を上記第二の内輪部材の外周面若しくはこの第二の内輪部材の中間部に外嵌した部材の外周面に摺接させると共に、上記シールリップの先端縁と相手面との摺接部分の直径を、上記エンコーダのうち、少なくとも上記センサの検出面が対向する部分の外径以上にした回転速度検出装置付転がり軸受ユニット。
【請求項２】 外周面に懸架装置に支持する為の第一の取付フランジを、内周面に複列の外輪軌道を、それぞれ有する外輪と、外周面の一端寄り部分に車輪を支持する為の第二の取付フランジを、同じく他端寄り部分に第一の内輪軌道を、それぞれ設けた筒状の第一の内輪部材と、一端部をこの第一の内輪部材を外嵌固定する為の円筒部とし、他端部を等速ジョイントの外輪となるハウジング部とし、中間部外周面に第二の内輪軌道を設けた第二の内輪部材と、上記各外輪軌道と上記第一、第二の内輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ設けた転動体と、上記複列の外輪軌道及び第一、第二の内輪軌道を軸方向両側から挟む状態で上記外輪の両端開口部と上記第一、第二の内輪部材の中間部外周面との間に設けた第一、第二のシールリングと、上記外輪又はこの外輪に固定された部材の一部で、上記外輪の他端側開口部と上記第二の内輪部材の中間部外周面との間を塞ぐ上記第二のシールリングと上記第二の内輪軌道部分に配設した複数個の転動体との間に設けたセンサと、上記第二の内輪部材の中間部外周面で上記センサの検出面と対向する部分に固定した環状で円周方向に亙る特性を交互に且つ等間隔に変化させたエンコーダとを備え、上記第二のシールリングは、内径側部分を上記第二の内輪部材の中間部に支持し、外径側部分に全周に亙って設けたシールリップの先端縁を上記外輪の他端部若しくはこの外輪に固定した部材に摺接させると共に、上記シールリップの先端縁と相手面との摺接部の直径を、上記エンコーダの外径以上にした回転速度検出装置付転がり軸受ユニット。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】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、ＦＦ車（前置エンジン前輪駆動車）又は４ＷＤ車（四輪駆動車）の前輪を、懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、この前輪の回転速度を検出する為に利用する。
【０００２】
【従来の技術】車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為に、外輪と内輪とを転動体を介して回転自在に組み合わせた車輪用転がり軸受ユニットが、各種使用されている。又、操舵輪であると同時に駆動輪でもあるＦＦ車或は４ＷＤ車の前輪を支持する為の車輪用転がり軸受ユニットは、等速ジョイントと組み合わせて、車輪に付与された舵角に拘らず、駆動軸の回転を上記車輪に対して円滑に（等速性を確保して）伝達する必要がある。この様な等速ジョイントと組み合わせて、しかも比較的小型且つ軽量に構成できる車輪用転がり軸受ユニットとして従来から、特開平７−３１７７５４号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】図６は、この公報に記載された従来構造を示している。車両への組み付け状態で、懸架装置に支持した状態で回転しない外輪１は、外周面にこの懸架装置に支持する為の第一の取付フランジ２を、内周面に複列の外輪軌道３、３を、それぞれ有する。上記外輪１の内側には、第一、第二の内輪部材４、５を組み合わせて成るハブ６を配置している。このうちの第一の内輪部材４は、外周面の一端寄り（図６の左寄り）部分に車輪を支持する為の第二の取付フランジ７を、同じく他端寄り（図６の右寄り）部分に第一の内輪軌道８を、それぞれ設けた筒状に形成している。これに対して、上記第二の内輪部材５は、一端部（図６の左端部）を、上記第一の内輪部材４を外嵌固定する為の円筒部９とし、他端部（図６の右端部）を等速ジョイントの外輪となるハウジング部１０とし、中間部外周面に第二の内輪軌道１１を設けている。そして、上記各外輪軌道３、３と上記第一、第二の内輪軌道８、１１との間にそれぞれ複数個ずつの転動体１２、１２を設ける事により、上記外輪１の内側に上記ハブ６を、回転自在に設けている。
【０００４】又、上記第一の内輪部材４の内周面と上記第二の内輪部材５の外周面との互いに整合する位置には、それぞれ係止溝１３、１４を形成すると共に、止め輪１５を、これら両係止溝１３、１４に掛け渡す状態で設けて、上記第一の内輪部材４が上記第二の内輪部材５から抜け出るのを防止している。更に、上記第二の内輪部材５の一端面（図６の左端面）外周縁部と、上記第一の内輪部材４の内周面に形成した段部１６の内周縁部とに溶接１７を施して、上記第一、第二の内輪部材４、５同士を結合固定している。
【０００５】更に、上記外輪１の両端開口部と上記ハブ６の中間部外周面との間には、ステンレス鋼板等の金属製で略円筒状のカバー１８ａ、１８ｂと、ゴム、エラストマー等の弾性材製で円環状のシールリング１９ａ、１９ｂとを設けている。これらカバー１８ａ、１８ｂ及びシールリング１９ａ、１９ｂは、上記複数の転動体１２、１２を設置した部分と外部とを遮断し、この部分に存在するグリースが外部に漏出するのを防止すると共に、この部分に雨水、塵芥等の異物が侵入する事を防止する。又、上記第二の内輪部材５の中間部内側には、この第二の内輪部材５の内側を塞ぐ隔板部２０を設けて、この第二の内輪部材５の剛性を確保すると共に、この第二の内輪部材５の先端（図６の左端）開口からこの第二の内輪部材５の内側に入り込んだ異物が、前記ハウジング部１０の内側に設けた等速ジョイント部分にまで達する事を防止している。
【０００６】上述の様に構成する車輪用転がり軸受ユニットを車両に組み付ける際には、第一の取付フランジ２により外輪１を懸架装置に支持し、第二の取付フランジ７により駆動輪でもある前輪を第一の内輪部材４に固定する。又、エンジンによりトランスミッションを介して回転駆動される、図示しない駆動軸の先端部を、等速ジョイントを構成する内輪２１の内側にスプライン係合させる。自動車の走行時には、上記内輪２１の回転を、複数の玉２２を介して上記第二の内輪部材５を含むハブ６に伝達し、上記前輪を回転駆動する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図６に示した従来構造の場合には、駆動輪でもある前輪を回転自在に支持する為の車輪用転がり軸受ユニットを小型且つ軽量に構成できるが、上記前輪の回転速度を検出する事は考慮していない。アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）を制御する為には、上記前輪の回転速度を検出する必要がある。そして、この回転速度を検出する為には、前輪と共に回転するハブ６の一部にエンコーダを支持すると共に、外輪１に支持したセンサをこのエンコーダに対向させる必要がある。又、これらエンコーダ及びセンサが泥水等により汚損する事を防止する為には、これらエンコーダ及びセンサを、１対のシールリング１９ａ、１９ｂ同士の間に設ける必要がある。
【０００８】そして、エンコーダを上記１対のシールリング１９ａ、１９ｂ同士の間に設けた場合でも、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの組立作業が面倒にならない様にする必要がある。即ち、ハブ６に対してエンコーダを、外輪１に対して１対のシールリング１９ａ、１９ｂを、それぞれ装着する作業を、このハブ６を外輪１の内側に装着する以前に行なえる様にする事が、上記各装着作業を容易にする面からは好ましい。本発明は、上述の様な事情に鑑みて、小型且つ軽量且つ前輪の回転速度を検出自在で、しかも組立作業を容易に行なえる、実用的な回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを提供するものである。
【０００９】
【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何れも、前述した従来の車輪用転がり軸受ユニットと同様に、外周面に懸架装置に支持する為の第一の取付フランジを、内周面に複列の外輪軌道を、それぞれ有する外輪と、外周面の一端寄り部分に車輪を支持する為の第二の取付フランジを、同じく他端寄り部分に第一の内輪軌道を、それぞれ設けた筒状の第一の内輪部材と、一端部をこの第一の内輪部材を外嵌固定する為の円筒部とし、他端部を等速ジョイントの外輪となるハウジング部とし、中間部外周面に第二の内輪軌道を設けた第二の内輪部材と、上記各外輪軌道と上記第一、第二の内輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ設けた転動体と、上記複列の外輪軌道及び第一、第二の内輪軌道を軸方向両側から挟む状態で上記外輪の両端開口部と上記第一、第二の内輪部材の中間部外周面との間に設けた第一、第二のシールリングとを備える。
【００１０】又、本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、何れも、上記外輪又はこの外輪に固定された部材の一部で、上記外輪の他端側開口部と上記第二の内輪部材の中間部外周面との間を塞ぐ上記第二のシールリングと上記第二の内輪軌道部分に配設した複数個の転動体との間に設けたセンサと、上記第二の内輪部材の中間部外周面で上記センサの検出面と対向する部分に固定した環状で円周方向に亙る特性を交互に且つ等間隔に変化させたエンコーダとを備える。
【００１１】特に、請求項１に記載した回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合には、上記第二のシールリングは、外径側部分を上記外輪の他端部に直接若しくはこの外輪に固定した部材を介して支持し、内径側部分に全周に亙って設けたシールリップの先端縁を上記第二の内輪部材の外周面若しくはこの第二の内輪部材の中間部に外嵌した部材の外周面に摺接させると共に、上記シールリップの先端縁と相手面との摺接部分の直径を、上記エンコーダのうち、少なくとも上記センサの検出面が対向する部分の外径以上にしている。
【００１２】更に、請求項２に記載した回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合には、上記第二のシールリングは、内径側部分を上記第二の内輪部材の中間部に支持し、外径側部分に全周に亙って設けたシールリップの先端縁を上記外輪の他端部若しくはこの外輪に固定した部材に摺接させると共に、上記シールリップの先端縁と相手面との摺接部の直径を、上記エンコーダの外径以上にしている。
【００１３】
【作用】上述の様に構成す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、何れも、転がり軸受ユニットの組立作業に先立って、第二のシールリングを外輪又は第二の内輪部材に、エンコーダを第二の内輪部材に、それぞれ装着しておける。即ち、第二のシールリングを外輪又は第二の内輪部材に装着し、エンコーダを第二の内輪部材に装着した状態で、外輪の内側に第一、第二の内輪部材を、複数個の転動体を介在させた状態で挿入し、これら両内輪部材同士を結合してハブとすると共に、このハブを上記外輪の内側に回転自在に支持できる。第二のシールリングを外輪又は第二の内輪部材に、エンコーダを第二の内輪部材に、それぞれ装着する作業は、外輪及び第二の内輪部材の部品単体の状態で行なえるので、これらエンコーダ及び第二のシールリングの装着作業を容易に行なえる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１〜２は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、図示の例は何れも、転がり軸受ユニットを構成し、前輪と共に回転するハブ６ａにエンコーダ２３を外嵌固定すると共に、このエンコーダ２３とセンサを組み込んだセンサユニット４７とを組み合わせて回転速度検出装置を構成しているだけでなく、上記ハブ６ａを構成する、それぞれが炭素鋼製の第一の内輪部材４ａと第二の内輪部材５ａとを、大きなトルクを伝達自在として確実に結合自在な結合構造を採用している。前述の図６に示した従来構造とは異なる、この様な結合構造を採用している理由は、次の通りである。
【００１５】即ち、図６に示した従来構造の場合には、第一、第二の内輪部材４、５同士の結合強度を確保する事が難しく、実用化が難しい。何となれば、第一、第二の内輪部材４、５同士の結合部には、自動車を走行させる為に大きなトルクが加わる。この様に大きなトルクに拘らず、上記結合部で上記第一、第二の内輪部材４、５同士が相対回転する事を防止する為には、上記第一、第二の内輪部材４、５同士を嵌合させただけでは不十分である。従って、実際には、上記第二の内輪部材５の一端面外周縁部と上記第一の内輪部材４の内周面に形成した段部１６の内周縁部との間に施した溶接１７部分により、上記トルクを支承する必要がある。
【００１６】一方、上記溶接１７の近傍部分には第一の内輪軌道８が存在する。上記溶接１７部分の強度を十分に確保する為には、この溶接１７を、厚肉の全周肉盛り溶接にする事が好ましい。ところが、上記溶接１７を厚肉の全周肉盛り溶接にすると、上記第一の内輪軌道８部分に熱変形による歪みが発生し、車輪用転がり軸受ユニットとしての性能が悪化する。より具体的には、運転時に振動が発生し易くなる他、十分な耐久性を得られない。又、溶接時の熱により、上記第一の内輪軌道８の焼きが戻ってしまい、この第一の内輪軌道８に硬度を十分に維持できなくなり、この第一の内輪軌道８の転がり疲れ寿命が低下する。図示の実施の形態は、何れも、上述の様な不都合を解消して、小型且つ軽量に構成できる、実用的な回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを提供自在としている。
【００１７】回転速度検出装置を組み込む事に関連して、前記エンコーダ２３とセンサユニット４７との組み付け部の構造を、第二のシールリングである内側（車両への組み付け状態で幅方向中央寄りとなる側を言い、図１の右側）のシールリング１９ｂとの関係で工夫した点、並びに上述した第一、第二の内輪部材４ａ、５ａ同士の結合部分の構造以外の部分の構造及び作用は、前述の図６に示した従来構造と同様であるから、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００１８】本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを構成する上記第一の内輪部材４ａの内周面には、一端寄り（図１の左端寄り）部分の大径部２５と、他端寄り（図１の右端寄り）部分の小径部２６と、これら大径部２５と小径部２６とを連続させる連続部２７とを設けている。この連続部２７は、上記小径部２６から大径部２５に向かうに従って漸次内径が大きくなるテーパ面状に形成している。この様な連続部２７には、セレーション溝を形成し、更に高周波焼き入れ等の焼き入れ硬化処理を施している。又、上記連続部２７の大径側端部と上記大径部２５との間には、段部２８を設けている。
【００１９】一方、上記第二の内輪部材５ａの一端寄り部分には、上記小径部２６の内側にがたつきなく挿入自在な円筒部９ａを設けている。等速ジョイントを構成する為のハウジング部１０、並びに上記円筒部９ａの基半部（図１の右半部）で上記小径部２６の内側に内嵌する部分には、高周波焼き入れ等の焼き入れ硬化処理を施している。これに対して、上記円筒部９ａの先半部（図１の左半部）には、この様な焼き入れ硬化処理を施さず、生のままとしている。この様な円筒部９ａの外周面は、上記第一、第二の内輪部材４ａ、５ａを結合する以前の状態では、単一円筒面状（ストレート形状）としている。
【００２０】上述の様に構成する第一、第二の内輪部材４ａ、５ａ同士を結合固定してハブ６ａとするには、先ず、第二の内輪部材５ａの円筒部９ａに第一の内輪部材４ａの小径部２６をがたつきなく外嵌し、この小径部２６の先端面（図１の右端面）を、上記円筒部９ａの基端部外周に設けた段部２９に突き当てる。そして、上記第一の内輪部材４ａをこの段部２９に突き当てたまま、上記円筒部９ａの先半部を直径方向外方に向け強くかしめ広げ、更に上記円筒部９ａの先端部を、上記段部２８に向け更にかしめ広げて、この段部２８を抑え付ける。上記円筒部９ａの先半部は生のままであるので、直径方向外方へのかしめ広げ作業に伴い、前記連続部２７に形成したセレーション溝が、上記円筒部９ａの先半部外周面に食い込む。この状態で上記第一、第二の内輪部材４ａ、５ａ同士は、上記円筒部９ａの先半部外周面と連続部２７との間で、円周方向に亙り凹凸係合する。従って、上記第一、第二の内輪部材４ａ、５ａ同士の間で、大きなトルクを伝達自在となる。尚、上記第一の内輪部材４ａをこの段部２９に突き当てた状態で各転動体１２、１２に適正な予圧が付与される様に、上記段部２９等の位置を規制している。又、自動車の旋回運動によって、転がり軸受ユニットにモーメント荷重が付加されると、第二の内輪部材５ａの段部２９の根元の隅Ｒ部には大きな応力が発生する。この様な応力に耐え得る様にすべく、上記隅Ｒ部には、十分な深さを有する焼き入れ硬化層を設けると共に、上記隅Ｒ部を隔板部２０を直径方向に延長した仮想空間内に配置し、上記隅Ｒ部を含む部分の断面係数を十分に大きくする設計を行なう。
【００２１】又、本例の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合には、上記円筒部９ａの先端縁と、上記第一の内輪部材４ａの内周面の一部で第二の取付フランジ７の内径側に位置する部分との間に、溶接１７ａを施している。この溶接１７ａには、第一、第二の内輪部材４ａ、５ａ同士の間でのトルク伝達の役目を持たせる必要はなく、後述する様に、上記円筒部９ａの先半部の直径が縮まるのを防止できれば足りる。従って、上記第一の内輪部材４ａの外周面他端寄り部分に形成した第一の内輪軌道８に熱による影響が生じない様に、小さな肉盛溶接、或は円周方向に亙り間欠的なスポット溶接を施せば足りる。
【００２２】更に、上記第二の内輪部材５ａの中間部外周面で、第二の内輪軌道１１よりも少しだけハウジング部１０に寄った部分には、円筒面部３０を形成している。この円筒面部３０は、上記第二の内輪部材５ａと同心である。そして、この円筒面部３０に、前記エンコーダ２３を、締り嵌めにより外嵌固定している。このエンコーダ２３は、表面にクロムメッキ処理若しくは亜鉛メッキ処理等の防蝕処理を施した軟鋼板、或はＳＵＳ４２０、４３０等の磁性を有するステンレス鋼板等、防蝕性を有する磁性金属板により、断面Ｌ字形で全体を円筒状に形成している。即ち、上記エンコーダ２３は、円筒部３１と、この円筒部３１の内端部を直径方向外方に向け直角に折り曲げる事により外向フランジ状に形成した鍔部３２とから成る。又、上記円筒部３１の外半部（車両への組み付け状態で幅方向外側と成る半部を言い、図１〜２の左半部）には、それぞれが軸方向（図１〜２の左右方向）に長いスリット状の透孔３３を、円周方向に亙り等間隔で多数形成して、上記円筒部３１の外半部の磁気特性を、円周方向に亙って交互に且つ等間隔で変化させている。この様なエンコーダ２３は、上記鍔部３２を上記円筒面部３０の内端部に形成した段部３４に突き当てた状態で、この円筒面部３０に外嵌固定している。
【００２３】一方、外輪１ａの内端部には、カバー１８ｃを外嵌固定している。このカバー１８ｃは、鋼板、ステンレス鋼板等の金属板を断面Ｌ字形で全体を円環状に形成したスリーブ３５と、合成樹脂製のカバー本体３６とから成る。このカバー本体３６は、断面クランク形で全体を円環状に形成している。又、このカバー本体３６の円周方向の一部で内半部（図１〜２の右半部）には、厚肉の保持部３７を設けている。又、外半部側に存在する内径の大きな嵌合筒部３８と、上記保持部３７の内径側部分に対応する部分に全周に亙って存在する、上記嵌合筒部３８に比較して小径の内径側筒部とを、段部３９により連続させている。上記スリーブ３５は、上記カバー本体３６を射出成形する際に、上記嵌合筒部３８の内半部から段部３９に掛け渡す状態で、且つ上記カバー本体３６から露出する状態でインサートしている。又、前記シールリング１９ｂを構成する芯金４０の外周側部分は、やはり上記カバー本体３６を射出成形する際に、上記内径側筒部の内端部に包埋支持している。この為に図示の例では、上記内径側筒部の内端部内周縁部を、直径方向内方に少し突出させている。尚、上記シールリング１９ｂは、上記芯金４０の内周縁部に、ゴム、エラストマー等の弾性材製のシールリップ４１の外周寄り基部を結合して成る。
【００２４】上述の様なカバー１８ｃは、上記スリーブ３５を上記外輪１ａの内端部外周面に形成した円筒面部４２に締り嵌めで外嵌する事により、上記外輪１ａの内端部に支持固定している。この状態で上記シールリップ４１の先端縁は、上記エンコーダ２３を構成する円筒部３１の内半部外周面と鍔部３２の外側面とに、全周に亙って摺接する。そして、上記カバー１８ｃの内周縁と上記エンコーダ２３の外周面との間に存在する環状隙間から、泥水等の異物が上記カバー１８ｃ及び外輪１ａの内側に入り込む事を防止する。尚、上記シールリップ４１の先端縁を第二の内輪部材５ａに直接摺接させずに上記エンコーダ２３に摺接させる理由は、軸受鋼等、腐蝕により表面を円滑面に維持しにくい材料により造られた第二の内輪部材５ａに比べて、上記エンコーダ２３は錆びにくく、表面を円滑面に維持し易い為である。
【００２５】又、前記嵌合筒部３８の外端開口部内周縁には、面取り部４３を形成しており、この面取り部４３と、上記円筒面部４２と、この円筒面部４２の端部から直径方向外方に折れ曲った段部４４との間で、Ｏリング４５を弾性的に圧縮している。このＯリング４５は、上記カバー１８ｃと外輪１ａとの嵌合部から、泥水等の異物が上記カバー１８ｃ及び外輪１ａの内側に入り込む事を防止する。又、上記円筒部３１の外径は、軸方向に関する全長に亙って等しい。従って、本例の場合には、前記多数の透孔３３を形成した部分の外径と、上記シールリップ４１の先端縁と円筒部３１の内半部外周面との摺接部の直径とは互いに等しい。
【００２６】更に、前記カバー本体３６を構成する保持部３７の一部で、上記エンコーダ２３を構成する円筒部３１の外半部に形成した多数の透孔３３に対向する部分には、断面形状が円形である挿入孔４６を、上記保持部３７の外周側面から内周側面にまで貫通する状態で形成している。そして、上記挿入孔４６の内側にセンサユニット４７を、この挿入孔４６を外径側から内径側に向けて挿通している。このセンサユニット４７は、永久磁石と、ＭＲ素子、ホール素子等、磁束の密度変化に対応して出力を変化させる磁気検知素子と、この磁気検知素子の出力波形を整える波形整形回路を構成するＩＣとを、合成樹脂製のホルダ中に包埋する事により構成している。この様なセンサユニット４７は、内径側端面（図１〜２の下端面）を上記円筒部３１の外半部に、ラジアル方向に亙る微小隙間４８を介して対向させている。上記磁気検知素子内を流れる磁束の密度は、上記内径側端面が対向する部分を、上記透孔３３と円周方向に隣り合う透孔同士の間に存在する柱部とが交互に通過する事により変化し、その結果、上記磁気検知素子の出力が変化する。この様に出力が変化する周波数は、上記エンコーダ２３を外嵌固定し、車輪と共に回転するハブ６ａの回転速度に比例するので、上記出力を図示しない制御器に入力すれば、ＡＢＳやＴＣＳを適切に制御できる。
【００２７】尚、上記センサユニット４７の中間部外周面に形成した係止溝４９内にはＯリング５０を装着して、上記センサユニット４７の外周面と上記挿入孔４６の内周面との間の隙間を塞ぎ、泥水等の異物が上記カバー１８ｃ及び外輪１ａの内側に入り込む事を防止している。又、上記センサユニット４７の外径側端部には、外向フランジ状の鍔部５１を形成している。上記センサユニット４７を上記挿入孔４６内に挿入し、更に上記鍔部５１の内径側側面（図１〜２の下面）を前記保持部３７の外周面に当接させた状態で、上記鍔部５１の外径側側面（図１〜２の上面）は、抑えばね５２の中間部に設けた抑え部により上記保持部３７の外周側面に向け抑え付けている。この抑えばね５２は全体を門型に形成したもので、その両基端部は、上記保持部３７の円周方向両側面に枢支している。上記センサユニット４７を上記挿入孔４６に挿入する際には、上記抑えばね５２をこの挿入孔４６の外径側端部開口から側方に退避させておく。そして、上記鍔部５１の内径側側面と上記保持部３７の外周側面に当接させた後、上記抑えばね５２の抑え部を上記鍔部５１に乗り上げさせて、上記鍔部５１を上記保持部３７の外周側面に抑え付ける。
【００２８】上述の様に構成す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、転がり軸受ユニットの組立作業に先立って、前記シールリング１９ｂを結合支持したカバー１８ｃを前記外輪１ａに、前記エンコーダ２３を前記第二の内輪部材５ａに、それぞれ装着しておける。即ち、上記シールリング１９ｂを結合支持したカバー１８ｃを外輪１ａに装着し、上記エンコーダ２３を上記第二の内輪部材５ａの中間部に外嵌固定した状態で、上記外輪の内側に第一、第二の内輪部材４ａ、５ａを、複数個の転動体１２、１２を介在させた状態で挿入できる。そして、挿入後、これら両内輪部材４ａ、５ａ同士を、前記円筒部９ａの先端部を直径方向外方にかしめ広げ、更に溶接１７ａを施す事により結合して、ハブ６ａとすると共に、このハブ６ａを上記外輪１ａの内側に回転自在に支持できる。上記シールリング１９ｂを結合支持したカバー１８ｃを外輪１ａに、上記エンコーダ２３を上記第二の内輪部材５ａに、それぞれ装着する作業は、上記外輪１ａ及び第二の内輪部材５ａの部品単体の状態で行なえるので、これらエンコーダ２３及びカバー１８ｃの装着作業を容易に行なえる。尚、前記センサユニット４７を外輪１ａに装着する作業は、転がり軸受ユニットの組立作業の完了後に行なう。従って、上記センサユニット４７の先端部で上記外輪１ａの内周面から突出している部分が、上記組立作業の妨げとなる事はない。
【００２９】しかも、図示の例の場合には、前記円筒部９ａの先半部外周面と連続部２７に形成したセレーション溝との係合に基づき、上記第一、第二の両内輪部材４ａ、５ａ同士を、相対回転を確実に防止した状態で結合できる。又、上記円筒部９ａの先半部でセレーション溝と係合した部分の内径が小さくなる事は、上記円筒部９ａの先端縁と第一の内輪部材４ａの内周面との間に施した溶接１７ａにより防止する。従って、上記円筒部９ａの先半部が、直径が小さくなる方向に変形する事を防止して、上記先半部の外周面と上記セレーション溝との係合が外れる事を確実に防止できる。この結果、長期間に亙る使用によっても、上記第一、第二の両内輪部材４ａ、５ａ同士を、相対回転を確実に防止した状態で結合したままに保持できて、等速ジョイントを介しての前輪の回転駆動を確実に行なえる。
【００３０】尚、図示の例では、エンコーダ２３を防蝕性を有する磁性金属板により造り、このエンコーダ２３の表面にシールリップ４１の先端縁を摺接させている。この様に構成すれば、この先端縁が摺接する面が錆びて荒れる事がない為、良好な密封性能を長期間に亙り維持する構造を実現できる。但し、別途設けたカバー等、他の部分である程度の密封性能を維持できるか、或は第二の内輪部材５ａの材質が錆びにくいものであれば、上記シールリップ４１の先端縁を上記第二の内輪部材５ａの外周面に直接摺接させる事もできる。この場合、例えば、上記第二の内輪部材５ａの中間部外周面に、大径円筒部と小径円筒部とこれら両円筒部同士を連続させる段部若しくは傾斜部とを形成し、円筒状に形成したエンコーダをこのうちの小径円筒部に外嵌固定し、シールリップの先端縁を大径円筒部に摺接させる。この様な構造を採用する場合も、上記小径円筒部に外嵌固定したエンコーダの外径を上記大径円筒部の外径以下にすれば、図示の例と同様に、構成各部材の装着作業を容易にできる。
【００３１】次に、図３は、やはり請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、エンコーダ２３ａとして、保持筒５４の外半部（図３の左半部）に短円筒状の永久磁石５３を支持固定したもの使用している。上記保持筒５４は、上述した第１例のエンコーダ２３（図１〜２）を構成したのと同様の、耐蝕性を有する磁性金属板により構成している。上記保持筒５４は、上記エンコーダ２３と同様に、円筒部３１ａと、この円筒部３１ａの内端部を直径方向外方に向け直角に折り曲げる事により外向フランジ状に形成した鍔部３２ａとから成る。但し、本例の構造を構成する保持筒５４の円筒部３１ａは、外半部の小径部５５と内半部の大径部５６とを段部５７により連続させて成る。
【００３２】上記永久磁石５３は、このうちの小径部５５の外周面に、締り嵌めによる外嵌、接着、焼き付け等、適宜の手段により固定している。上記永久磁石５３は直径方向に亙り着磁されている。又、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、上記永久磁石５３の外周面には、Ｓ極とＮ極とが交互に、且つ等間隔で配置されている。この様な永久磁石５３とセンサユニット４７の検出面とを微小隙間４８を介して対向させると、このセンサユニット４７内に設けた磁気検出素子を流れる磁束の方向が、上記エンコーダ２３ａの回転速度に比例した周波数で変化する為、回転速度を検出できる。本例の場合、上記永久磁石５３を上記小径部５５の外周面に保持固定した状態で、この永久磁石５５の外径は、シールリップ４１の先端縁と相手面との摺接部分、即ち、上記大径部５６の外周面の直径以下としている。従って、本例の場合も、転がり軸受ユニットの組立作業に先立って、前記シールリング１９ｂを結合支持したカバー１８ｃを前記外輪１ａに、前記エンコーダ２３を前記第二の内輪部材５ａに、それぞれ装着しておけるので、これらエンコーダ２３及びカバー１８ｃの装着作業を容易に行なえる。その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、重複する説明を省略する。
【００３３】次に、図４は、請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、第二のシールリングであるシールリング１９ｃは、芯金４０ａの外径側にシールリップ４１ａを装着する事により構成している。このうちの芯金４０ａは、鋼板、ステンレス鋼板等の金属板にプレス加工を施し、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成したもので、第二の内輪部材５ａの中間部外周面に形成した円筒面部３０の内半部に、締り嵌めにより外嵌固定している。又、上記シールリップ４１ａは、ゴム、エラストマー等の弾性材により造り、上記芯金４０ａの外周縁部に、全周に亙って添着している。
【００３４】又、上記円筒面部３０の外半部にはエンコーダ２３ｂを、締り嵌めにより外嵌固定している。このエンコーダ２３ｂは、軟鋼板等の磁性金属板により、断面Ｌ字形で全体を円筒状に形成している。即ち、上記エンコーダ２３ｂは、円筒部５８と、この円筒部５８の外端部を直径方向外方に向け直角に折り曲げる事により外向フランジ状に形成した円輪部５９とから成る。そして、この円輪部５９に、それぞれが放射方向（図４の上下方向）に長いスリット状の透孔３３ａを、円周方向に亙り等間隔で多数形成して、上記円輪部５９の磁気特性を、円周方向に亙って交互に且つ等間隔で変化させている。この様に円輪部５９の磁気特性を変化させている事に伴い、外輪１ａに装着したセンサユニット４７ａの検出面を、このセンサユニット４７ａの先端部外側面（図４の下端部左側面）に設けている。
【００３５】又、外輪１ａの内端部に外嵌固定するカバー１８ｄ中に包埋するスリーブ３５ａは、上記外輪１ａの内端部に外嵌固定する部分だけでなく、このカバー１８ｄを構成する合成樹脂製のカバー本体３６ａの内端面内径側部分、並びに内周面内端寄り部分にも露出させている。そして、これら内端面内径側部分並びに内周面内端寄り部分に露出した上記スリーブ３５ａに、上記シールリップ４１ａの先端縁を、全周に亙って摺接させている。上記エンコーダ２３ｂの外径Ｄ23b は、前記シールリップ４１ａの先端縁と相手面との摺接部である、前記スリーブ３５ａの内径Ｒ35a 以下にして（Ｄ23b ≦Ｒ35a ）、このスリーブ３５ａの内径側を上記エンコーダ２３ｂが通過自在としている。従って、本例の場合には、転がり軸受ユニットの組立作業に先立って、上記カバー１８ｄを上記外輪１ａに、前記シールリング１９ｃ及び上記エンコーダ２３ｂを第二の内輪部材５ａに、それぞれ装着しておけるので、これらカバー１８ｄ、シールリング１９ｃ、エンコーダ２３ｂの装着作業を容易に行なえる。その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、重複する説明を省略する。
【００３６】次に、図５は、やはり請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、エンコーダ２３ｃとして、保持環６０を構成する円輪部６１の内側面に、ゴム磁石等の円輪状の永久磁石５３ａを、接着、焼き付け、自身の磁気吸引力等により結合支持したもの使用している。この永久磁石５３ａは、軸方向（図５の左右方向）に亙り着磁している。又、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、上記永久磁石５３ａの内側面には、Ｓ極とＮ極とを交互に、且つ等間隔で配置している。又、本例の場合には、センサユニット４７を装着する為の挿入孔４６ａを、外輪１ａの内端部に直接形成している。上述した第３例の様なカバー１８ｄ（図４）は設けていない。これに伴って、シールリング１９ｃを構成するシールリップ４１ａの先端縁を、外輪１ａの内端面及び内周面内端部に摺接させている。そして、上記保持環６０の外径Ｄ60を、上記外輪１ａの内端部の内径Ｒ1aよりも小さくして（Ｄ60≦Ｒ1a）、この外輪１ａの内端部内側に上記エンコーダ２３ｃを挿入自在としている。従って、本例の場合も、転がり軸受ユニットの組立作業に先立って、上記シールリング１９ｃ及び上記エンコーダ２３ｂを第二の内輪部材５ａに装着しておけるので、これらシールリング１９ｃ及びエンコーダ２３ｂの装着作業を容易に行なえる。その他の構成及び作用は、上述した第３例の場合と同様であるから、重複する説明を省略する。尚、本発明を実施する場合に、センサ及びエンコーダの種類は、図示のような磁気式のものに限定しない。渦電流式等、他の構造の回転速度検出装置を構成するセンサ及びエンコーダを採用する事もできる。
【００３７】
【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、小型且つ軽量に構成できて、しかも実用的且つ組立容易な回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを提供できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２０４
【氏名又は名称】日本精工株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）７月４日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】小山 武男 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２３６００ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１月２９日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−１７９９４４ |
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