回転速度検出装置付転がり軸受ユニット

トップ :: G 物理学 :: G01 測定;試験

【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】坂本潤是
【要約】	【課題】センサ１７ａを支持した内輪２が、車軸３に対して回転するのを確実に防止する。【解決手段】車軸３は固定で、ハブ７が回転する。ハブ７に固定のトーンホイール１４ａに対向させてセンサ１７ａを設け、上記ハブ７の回転速度を検出する。保持環１５を介してセンサ１７ａを支持した内輪２には凹部２６を、車軸３には凸部３０を、それぞれ設けている。これら凹部２６と凸部３０との嵌合により、上記車軸３の周囲で内輪２が回転するのを防止する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】外周面に内輪軌道を有し、使用時に回転しない軸と、この軸に外嵌固定される内輪と、内周面に外輪軌道を形成し、使用時に回転する外輪相当部材と、上記内輪軌道と外輪軌道との間に設けられた複数の転動体と、上記外輪相当部材に固定されたトーンホイールと、上記内輪に支持されて、上記トーンホイール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、上記軸の外周面と内輪の内周面との一方の周面に形成された凹部と、上記軸の外周面と内輪の内周面との他方の周面に形成されて、上記軸と内輪との嵌合に伴なって上記凹部と嵌合する凸部とを備え、上記凹部並びに凸部の周面の少なくとも一部は、上記軸並びに内輪の中心軸をその中心とする円筒面から外れており、これら凹部と凸部との嵌合により、上記内輪が軸の周囲で回転するのを阻止した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。

【発明の詳細な説明】【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】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、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、或はトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）を制御すべく、この車輪の回転速度を検出する為に従来から、例えば米国特許第４９６８１５６号明細書に記載されている様な回転速度検出装置付転がり軸受ユニットが知られている。
【０００３】上記明細書に記載された回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、図７～８に示す様に構成されている。結合リング１により結合された１対の内輪２、２が、車軸３に外嵌されている。そしてホルダ４とナット５との間で、両内輪２、２を挟持固定している。各内輪２、２の外周面には、それぞれ内輪軌道６、６を形成している。
【０００４】又、外輪相当部材であるハブ７の内周面には、複列の外輪軌道８、８を形成している。そして、各外輪軌道８、８と上記各内輪軌道６、６との間に、それぞれ複数個の玉９、９を設け、上記車軸３の周囲にハブ７を、回転自在に支持している。車輪のホイール１０は、このハブ７の外周面に設けられたフランジ１１に固定される。
【０００５】更に、上記ハブ７の内端（内端とは自動車への組み付け時に幅方向中央寄り端部を言い、図７で右端。）開口部には、シール環１２を構成する芯金１３を内嵌固定している。そして、この芯金１３にトーンホイール１４を固定している。このトーンホイール１４は永久磁石により構成され、円周方向に亙ってＳ極とＮ極とを交互に配置している。
【０００６】一方、前記１対の内輪２、２の内、内側の内輪２の内端部には、保持環１５を外嵌固定している。上記シール環１２を構成するシール材１６の先端縁は、この保持環１５の内周面及び外側面に摺接させて、前記玉９、９設置部分に塵芥や雨水が進入するのを防止している。又、上記保持環１５の一部にはセンサ１７を支持固定し、このセンサ１７の検出部を、上記トーンホイール１４の内側面に対向させている。
【０００７】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７に固定された車輪を、内輪２、２を外嵌支持した車軸３に対し、回転自在に支持出来る。又、車輪の回転に伴なってハブ７が回転すると、このハブ７に固定したトーンホイール１４の側面と対向したセンサ１７の出力が変化する。このセンサ１７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１７の出力信号を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を適切に制御出来る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、センサ１７が車軸３の周囲で回転するのを確実に防止する事により、このセンサ１７の出力信号を取り出す為の導線１８の切断に伴なう故障を防止するものである。
【０００９】図７～８に示した従来構造の場合、車軸３の周囲で内輪２、２が回転する事は、各内輪２、２の内周面と車軸３の外周面との間に働く摩擦力、ホルダ４の外端面及びナット５の内端面と内輪２、２の端面との間に働く摩擦力により防止している。ところが、転がり軸受ユニットを長期間使用していると、上記摩擦力が次第に低下し、内輪軌道６、６と玉９、９との間に作用する転がり摩擦によって、上記車軸３の周囲で内輪２、２が回転する、所謂クリープが発生する場合がある。
【００１０】この様なクリープが発生すると、内輪２と共に保持環１５及びセンサ１７が、車軸３の周囲で回転し、このセンサ１７に付属の導線１８が強く引っ張られたり、ハブ７に巻き付いたりして、この導線１８が切断される可能性が生じる。
【００１１】導線１８が切断された場合には、車輪の回転速度検出を行なえず、ＡＢＳやＴＣＳの制御を行なえなくなる。勿論、ナット５を強く緊締すれば、上記転がり摩擦程度で内輪２、２が回転する事を防止出来るが、ナット５の緊締力は玉９、９の予圧力との関係で、徒に大きく出来ない場合があるだけでなく、ナット５自体、長期間に亙る使用に伴なって緩む場合がある為、確実な回り止め効果を期待する事は難しい。
【００１２】一方、米国特許第４９４６２９６号明細書には、図９に示す様な構造により、車軸３（図７参照）の周囲でセンサ１７が回転するのを防止する構造が記載されている。即ち、内輪２を外嵌した車軸３の端部に設けたナックルスピンドル１９の一部外周面に凹部２０を形成すると共に、センサ１７を保持した保持環２１の一部内周面に凸部２２を形成している。そして、この凸部２２と上記凹部２０とを係合させる事で、上記保持環２１が車軸３に対して回転するのを防止している。保持環２１の本体部分は、内輪２に外嵌している。
【００１３】この様な構造の場合、センサ１７が車軸３の周囲で回転する事はない為、このセンサ１７に付属の導線１８が切断される事はないが、車軸３に対する内輪２の回転防止は図られていない為、やはりセンサ１７の保持が不完全である。即ち、上記内輪２が車軸３に対しクリープする状態になると、上記凹部２０と凸部２２との係合が外れ易くなったり、或はセンサ１７に振動が加わる等により、車輪の回転速度検出を正しく行なえなくなる。
【００１４】本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、上述の様な事情に鑑みて発明されたものである。
【００１５】
【課題を解決する為の手段】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、外周面に内輪軌道を有し、使用時に回転しない軸と、この軸に外嵌固定される内輪と、内周面に外輪軌道を形成し、使用時に回転する外輪相当部材と、上記内輪軌道と外輪軌道との間に設けられた複数の転動体と、上記外輪相当部材に固定されたトーンホイールと、上記内輪に支持されて、上記トーンホイールと対向するセンサとを備えている。
【００１６】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、上記軸の外周面と内輪の内周面との一方の周面に形成された凹部と、上記軸の外周面と内輪の内周面との他方の周面に形成されて、上記軸と内輪との嵌合に伴なって上記凹部と嵌合する凸部とを備えている。そして、上記凹部並びに凸部の周面の少なくとも一部は、上記軸並びに内輪の中心軸をその中心とする円筒面から外れており、これら凹部と凸部との嵌合により、上記内輪が軸の周囲で回転するのを阻止した事を特徴としている。
【００１７】
【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により、車輪を軸の周囲に回転自在に支持すると共に、外輪相当部材に固定された車輪の回転速度を検出する際の作用自体は、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である。
【００１８】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、軸の外周面と内輪の内周面との一方の周面に形成された凹部と、上記軸の外周面と内輪の内周面との他方の周面に形成された凸部との嵌合により、内輪が回転するのを阻止している為、長期間に亙る使用によっても、内輪が回転する事を確実に防止出来る。従って、上記内輪に支持されたセンサが回転したり大きく振動したりする事もなくなり、このセンサに付属の導線が切断したりして、回転速度検出を行なえなくなる事を確実に防止出来る。
【００１９】
【実施例】図１～２は、本発明の第一実施例を示している。前述した従来構造の場合と同様、それぞれの外周面に内輪軌道６、６を形成した１対の内輪２、２を、軸である車軸３に外嵌している。即ち、この車軸３の中間部外周面には段部２８を形成しており、一方（図１の右方）の内輪２の内端面（図１の右端面）をこの段部２８に突き当てた状態で、上記１対の内輪２、２を上記車軸３に外嵌している。上記車軸３の外端部（図１の左端部）で、外側の内輪２から突出した部分には雄螺子部２９が形成されており、この雄螺子部２９にナット（図示せず）を螺合させる事で、上記１対の内輪２、２が車軸３から抜け出るのを防止している。
【００２０】一方、上記車軸３の内端部（図１の右端部）には、ナックルスピンドル２７を設けている。又、上記内輪２、２の周囲には、外輪相当部材であるハブ７を、各内輪２、２と同心に配置している。そして、このハブ７の内周面に形成した複列の外輪軌道８、８と、上記各内輪軌道６、６との間に、それぞれ複数個ずつの玉９、９を設けて、上記内輪２、２の周囲にハブ７を、回転自在に支持している。
【００２１】ハブ７の外周面には、車輪のホイール１０（図７）を固定する為のフランジ１１を設けている。又、上記ハブ７の内端（図１の右端）開口部には、シール環１２を構成する芯金１３を内嵌固定している。そして、この芯金１３の内側面に、トーンホイール１４ａを添着している。このトーンホイール１４ａは、全体を磁性材により、円輪状に造られたもので、円周方向に亙って複数の切り欠き２３、２３又は透孔を等ピッチで形成する事により、円周方向に亙る磁気特性を交互に異ならせている。
【００２２】一方、前記１対の内輪２、２の内、内側の内輪２の内端部には、金属板を絞り成形して成る保持環１５を、外嵌固定している。上記シール環１２を構成するシール材１６の先端縁は、この保持環１５の外周面に摺接させている。又、上記保持環１５に添着した別のシール材２４の先端縁を、上記芯金１３の外周面並びに内側面に摺接させている。そして、これら両シール材１６、２４により、前記玉９、９設置部分に塵芥や雨水が進入するのを防止している。
【００２３】又、上記保持環１５の一部には保持部２５を、上記金属板を深絞り成形する事で形成している。この保持部２５には、センサ１７ａを支持固定し、このセンサ１７ａの検出部を、上記トーンホイール１４ａの内側面に対向させている。センサ１７ａから検出信号を取り出す為の導線１８は、上記保持部２５の内側面から取り出している。
【００２４】又、上記内側の内輪２の内周面内端開口部には、円形の凹部２６を形成している。但し、この凹部２６の中心Ｏ₂₆は、前記内輪２（並びに車軸３）の中心Ｏ₂に対して、図２に示す様に、δだけ偏心している。従って、上記凹部２６の内周面の大部分は、上記内輪２の中心軸をその中心とする円筒面から外れている。
【００２５】一方、上記車軸３の一部外周面で前記段部２８の外側面位置には、上記凹部２６に内嵌自在な凸部３０を形成している。この凸部３０の中心も、上記凹部２６の中心Ｏ₂₆と同様に、前記車軸３（並びに内輪２）の中心Ｏ₂ に対してδだけ偏心しており、上記凸部３０の外周面の大部分は、上記車軸３の中心軸をその中心とする円筒面から外れている。
【００２６】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使用時には、ハブ７外周面のフランジ１１に車輪のホイール１０（図７）を固定する。この状態で車輪が車軸３に対し、回転自在に支持される。これと同時に、上記凹部２６と凸部３０とが嵌合する。この結果、上記車軸３と、保持環１５を介してセンサ１７ａを支持した内輪２とが、相対的回転不能に結合される。
【００２７】この様にして、本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを車軸３と車輪のホイール１０との間に組み付けた状態で、車輪の回転に伴なってハブ７が回転すると、このハブ７に固定したトーンホイール１４ａの側面と対向したセンサ１７ａの出力電圧が、磁束密度の変化に伴なって変化する。このセンサ１７ａ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１７ａの出力信号を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を適切に制御出来る。
【００２８】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、センサ１７ａを支持した内輪２内周面の凹部２６と車軸３外周面の凸部３０との嵌合により、内輪２が回転するのを阻止している為、長期間に亙る使用によっても、内輪２が回転する事を確実に防止出来る。従って、保持環１５を介して上記内輪２に支持されたセンサ１７ａが回転する事もなくなり、このセンサ１７ａに付属の導線１８が切断する事を確実に防止出来る。
【００２９】上記凹部２６と凸部３０との嵌合精度はそれ程要求されない為、これら凹部２６や凸部３０を形成する作業は、鍛造加工により容易に行なえる。この為、内輪２の回り止め構造に起因する、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの製作費の増大は、僅少に抑える事が出来る。
【００３０】次に、図３～４は本発明の第二実施例を示している。上述の第一実施例が、車軸３の周囲での内輪２の回り止めを図る為の凹部２６並びに凸部３０を、これら車軸３並びに内輪２に対して偏心した円形としているのに対し、本実施例の場合には、これら凹部２６並びに凸部３０の形状を、四隅を丸めた正方形としている。その他の構成及び作用は、上述の第一実施例の場合と同じである。
【００３１】次に、図５～６は本発明の第三実施例を示している。本実施例の場合、上記凹部２６並びに凸部３０の形状を六角形としている。又、トーンホイール１４ａは、シール環１２を構成する芯金１３の内周寄り部分の内側面に支持している。そして、芯金１３の外周寄り部分に支持したシール材１６の端縁を、保持環１５の外側面並びに内周面に摺接させている。センサ１７ａは、保持環１５の内周寄り部分に保持している。その他の構成及び作用は、上述の第一～第二実施例の場合と同様である。
【００３２】
【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為、不用意にセンサが回転してこのセンサに付属の導線が切断される事を確実に防止出来、回転速度検出装置の信頼性向上を図れる。

【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４年（１９９２）１２月２５日
【代理人】	【弁理士】【氏名又は名称】小山武男（外１名）
【公開番号】	特開平１１－１７４０７２
【公開日】	平成１１年（１９９９）７月２日
【出願番号】	特願平１０－２５０７５５