JP2000065848A

JP2000065848A - 回転速度検出装置付転がり軸受ユニット

Info

Publication number: JP2000065848A
Application number: JP10239676A
Authority: JP
Inventors: Takeo Okuma; 健夫大熊
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1998-08-26
Filing date: 1998-08-26
Publication date: 2000-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】センサを支持した外輪１がハウジング２０に
対して回転する事を防止する事により、このセンサの検
出信号を取り出す為のハーネス１８の切断防止を図る。【解決手段】ハウジング２０の内径側に圧入した外輪
１を、係止鍔部２１とこのハウジング２０の係止溝２２
に係止した欠円環状の止め輪２３との間で挟持する。
又、上記外輪１の端面に植設した係合ピン２５の一部
を、上記止め輪２３の円周方向両端面２４同士の間部分
に係合させる。外輪１が上記ハウジング２０に対して回
転しようとする場合に、上記係合ピン２５の一部を、上
記止め輪２３の何れか一方の端面２４と衝合させる。

Description

【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、例えば工作機械の主軸を
ハウジングに支持したり、自動変速機を構成する回転軸
をハウジングに支持したり、或は、自動車の車輪を懸架
装置に対して回転自在に支持する等、各種機械装置を構
成する回転部分を固定部分に対して回転自在に支持する
と共に、この回転部分の回転速度を検出する為に利用す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、工作機械の場合には、被加工物
の加工を適切に行なうべく、この工作機械の主軸の回転
速度を検出する必要がある。一方、自動車の場合には、
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）を適切に制御すべ
く、車輪の回転速度を検出する必要がある。更には、自
動変速機の場合には、切り換えのタイミングを求める
為、回転軸の回転速度を検出する必要がある。この為、
この様な各種機械装置を構成する主軸や車輪等の回転部
分を、使用時にも回転しないハウジングや懸架装置等の
固定部分に対して回転自在に支持すると共に、この回転
部分の回転速度を検出する為の回転速度検出装置付転が
り軸受ユニットが、従来から広く使用されている。

【０００３】この様な回転速度検出装置付転がり軸受ユ
ニットは、上記回転部分を固定部分に対して回転自在に
支持する為の転がり軸受ユニットと、この転がり軸受ユ
ニットを構成する回転輪に支持されたエンコーダと、同
じくこの転がり軸受ユニットを構成する静止輪に支持さ
れ、上記エンコーダの一部に対向させたセンサとから成
る。上記主軸や車輪等の回転部分の回転速度は、この回
転部分と共に回転する上記エンコーダの回転速度を、上
記センサにより検出する事で測定する。即ち、上記エン
コーダの回転に応じて変化する上記センサの出力信号
を、このセンサから導出したハーネスを通じて制御器に
入力し、この制御器で上記回転部分の回転速度を算出す
る。そして、この様に算出した回転部分の回転速度に基
づき、上述した被加工物の加工やＡＢＳ及びＴＣＳの制
御を適切に行なう。

【０００４】ところで、上記転がり軸受ユニットの静止
輪を、使用時にも回転しないハウジングや車軸等の固定
部分に対し圧入により嵌合固定する場合、使用時に上記
静止輪が上記固定部分に対して回転する事は、この静止
輪と固定部分との嵌合面に働く摩擦力により防止する。
ところが、上記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、使用時に上記静止輪
が上記固定部分に対して回転する、所謂クリープが発生
する可能性がある。特に、静止輪である軸受鋼製の外輪
を、膨張係数がこの軸受鋼と異なる軽合金製のハウジン
グに圧入嵌合すると、運転時にこの嵌合部の温度が高く
なった場合に、この嵌合部に於ける嵌合強度が低下する
為、上記クリープが発生し易くなる。この様なクリープ
が上述の様な回転速度検出装置付転がり軸受ユニットに
発生した場合には、上記静止輪と共にこの静止輪に支持
したセンサが、上記固定部分に対して回転する。これに
伴い、真の回転数を検出できず、回転速度検出に誤差が
生じるだけでなく、上記センサの出力信号を取り出す為
のハーネスが強く引っ張られたり、或は周辺の部材に巻
き付いたりして、このハーネスが切断される可能性が生
じる。このハーネスが切断された場合には、上記回転部
分の回転速度検出を行なえず、上述した各種機械装置の
適切な運転、或は適切な制御を行なえなくなる。

【０００５】この様な不都合を解消すべく、実開平６−
４０４４６号公報には、自動車の車輪を、使用時にも回
転しない車軸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自在な回転速度検出装置付転がり
軸受ユニットに於いて、上記車軸に外嵌支持した静止輪
である内輪が、この車軸に対して回転する事を防止する
技術が記載されている。この公報に記載された発明の場
合、上記内輪の軸方向端面にピンを植設すると共に、こ
のピンの一部を、使用時にも回転しないナックルの端面
等、上記回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを車体
に組み付ける際、上記内輪の軸方向端面と対向する面に
形成した受孔に挿入している。そして、これらピンの一
部と受孔との係合に基づき、センサを支持した上記内輪
が、上記車軸に対して回転する事を防止している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報に
記載された発明の場合には、ナックル等の回転しない部
分の端面に受孔を形成する作業が面倒である。又、例え
ば、上記ナックルの端面に受孔を形成した場合には、こ
の受孔を形成した部分でこのナックルの強度が低下す
る。このナックルには全体的に高い強度が要求される
為、この様に強度が低下する事は好ましくない。更に、
各種機械装置の回転支持部分の構造によっては、回転速
度検出装置付転がり軸受ユニットを組み付ける際、静止
輪の軸方向端面と対向する位置に、必ずしも上記受孔を
形成する為の回転しない部材が存在するとは限らない。
従って、この様な回転支持部分の構造に拘らず、上記回
転しない部分に嵌合固定した静止輪が、この回転しない
部分に対して回転する事を防止できる構造の実現が望ま
れる。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したものである。

【０００７】

【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、従来から広く知られている回
転速度検出装置付転がり軸受ユニットと同様に、静止側
周面に静止側軌道を有し、使用時にも回転しない部分に
嵌合固定される静止輪と、この静止側周面と対向する回
転側周面に回転側軌道を有し、使用時に回転する回転輪
と、上記静止側軌道とこの回転側軌道との間に転動自在
に設けられた複数個の転動体と、上記回転輪に固定され
たエンコーダと、上記静止輪に支持されて、このエンコ
ーダと対向す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、上記静
止輪の軸方向端面にピンを植設すると共に、このピンの
一部を、上記回転しない部材に固定した別の部材の一部
に係合させる事により、上記静止輪が上記回転しない部
分に対して回転するのを阻止している。より具体的に
は、上記静止輪を、上記回転しない部分の一部に形成し
た段部と同じくこの回転しない部分の周面に係止した欠
円環状の止め輪との間で軸方向に亙り挟持すると共に、
上記静止輪の軸方向両端面のうち上記止め輪側の端面に
植設したピンの一部を、この止め輪の円周方向両端面同
士の間部分に係合させる事により、上記静止輪が上記回
転しない部分に対して回転するのを阻止する構造を採用
できる。

【０００８】

【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により、車輪等の回転部分を車軸
等の使用時にも回転しない部分に対し回転自在に支持す
ると共に、この回転部分の回転速度を検出する際の作用
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。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、静止輪の軸方向端面に
植設したピンの一部と、この静止輪を嵌合支持した回転
しない部分に固定した別の部材の一部とを係合させてい
る。この為、長期間に亙る使用によっても、静止輪が回
転しない部分に対して回転する事を防止できる。この結
果、静止輪に支持したセンサが回転する事もなくなり、
このセンサに付設したハーネスが切断される事を確実に
防止できる。

【０００９】更に、具体的な構造として、上記別の部材
を、上記回転しない部分の周面に係止した欠円環状の止
め輪とした場合、即ち、上記静止輪を、この止め輪と上
記回転しない部分の一部に形成した段部との間で軸方向
に亙り挟持すると共に、上記静止輪の軸方向端面に植設
したピンの一部を、上記止め輪の円周方向両端面同士の
間部分に係合させる構造を採用した場合には、この別の
部材である止め輪に、上記ピンの一部を係合する為の受
孔等を形成する必要がない。この為、加工工数の低減を
図れる。

【００１０】

【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。静止輪である外輪１の内周面に
は、静止側軌道である外輪軌道２を形成している。又、
回転輪である内輪３の外周面には、回転側軌道である内
輪軌道４を形成している。上記外輪軌道２と内輪軌道４
との間には、それぞれが転動体である複数個の玉５、５
を転動自在に設け、上記外輪１の内径側に上記内輪３
を、回転自在に支持している。又、上記内輪３の端部外
周面にはエンコーダ６を、外嵌固定している。このエン
コーダ６は、軟鋼板等の磁性金属板により、断面Ｌ字形
で全体を円環状に形成したもので、固定円筒部７と、こ
の固定円筒部７の一端縁（図１の右端縁）から直径方向
外方に折れ曲がった円輪部８とを有する。そして、この
円輪部８に多数の透孔９、９或は切り欠きを、円周方向
に亙り等間隔で形成する事により、この円輪部８の磁気
特性を円周方向に亙り交互に且つ等間隔に変化させてい
る。

【００１１】一方、上記外輪１の端部外周面には、セン
サハウジング１０の基端部（図１の左端部）を外嵌固定
している。このセンサハウジング１０は、金属板製のカ
バー１１と、このカバー１１の内側に保持された合成樹
脂製の保持環１２とから成る。このうちのカバー１１
は、断面クランク形で全体を円環状に形成したもので、
外径寄り部分に形成した突き当て板部１３の外周縁部に
嵌合筒部１４を、内周縁部に保持部１５を、それぞれ形
成している。そして、このうちの嵌合筒部１４を、上記
外輪１の端部外周面に形成した小径段部１６に締り嵌め
で外嵌すると共に、上記突き当て板部１３を上記外輪１
の端面に突き当てた状態で、上記カバー１１を上記外輪
１に結合固定している。

【００１２】又、上記保持部１５は、断面Ｌ字形で全体
を円環状に形成している。そして、この保持部１５の円
周方向の一部を軸方向に膨出させて、収納部１７として
いる。この収納部１７を含む、上記保持部１５内には、
合成樹脂製の保持環１２を保持固定している。そして、
この保持環１２のうち、上記収納部１７内に位置する部
分内に、ホール素子、磁気検出素子等、磁束の量に応じ
て出力を変化させる磁気検出素子及びこの磁気検出素子
の出力波形を整える為の波形整形回路を組み込んだＩＣ
と、軸方向（図１の左右方向）に着磁した永久磁石とに
より構成される、図示しないセンサを包埋支持してい
る。この様なセンサを支持したセンサハウジング１０
を、上記外輪１の端部に結合固定した状態で、上記セン
サの検知部は、上記エンコーダ６の被検知部である円輪
部８に、スラスト方向に亙る微小隙間を介して対向す
る。又、上記センサの検出信号を取り出す為のハーネス
１８は、上記保持部１５の一部で上記収納部１７から円
周方向に外れた位置に設けた導出部１９の円周方向端面
から、円周方向に導出している。

【００１３】上述の様な回転速度検出装置付転がり軸受
ユニットを回転支持部分に組み込む際には、上記外輪１
を回転しない部分であるハウジング２０に内嵌固定す
る。図示の例では、前記カバー１１の外周縁部に設けた
突き当て板部１３を、上記ハウジング２０の一端部内周
面に形成した段部である係止鍔部２１と、上記外輪１の
一端面（図１の右端面）との間で挟持している。更に、
上記ハウジング２０の中間部内周面に全周に亙り係止溝
２２を形成し、この係止溝２２に係止した別の部材であ
る止め輪２３と、上記係止鍔部２１との間で、上記外輪
１及び突き当て板部１３を挟持している。上記止め輪２
３はＣリングと称されるもので、十分な弾性を有する金
属により全体を欠円環状に形成する事で、直径寸法を弾
性的に拡縮自在としている。又、自由状態に於ける上記
止め輪２３の外径寸法は、上記係止溝２２の底面の直径
寸法よりも大きくしている。この様な止め輪２３は、上
記外輪１の他端面を押圧しつつ、図３に示す様に、その
外径側半部を上記係止溝２２に係合させている。又、こ
の状態で、上記止め輪２３の円周方向両端面２４、２４
同士の間には、次述するピン２５の他半部を係合する為
の隙間を形成している。

【００１４】又、上記外輪１の他端面（図１の左端面）
の一部で、上記止め輪２３の円周方向両端面２４、２４
同士の間部分と整合する部分には凹孔２７を形成し、こ
の凹孔２７内にピン２５の片半部（図１の右半部）を圧
入している。そして、上記外輪１の他端面から突出した
このピン２５の他半部（図１の左半部）を、上記両端面
２４、２４同士の間部分に係合させている。尚、この状
態で、上記ピン２５の他半部の外径の半分以上が上記止
め輪２３の内周面よりも直径方向内方に突出しない様に
（少なくとも上記ピン２５の断面の半分以上が止め輪２
３の内周面よりも直径方向外方に位置する様に）、この
止め輪２３の直径方向に亙る幅寸法を規制している。そ
して、上記外輪１が上記ハウジング２０に対して回転し
ようとした場合に、上記ピン２５の他半部が、上記両端
面２４、２４のうちの何れか一方の端面２４と確実に衝
合する様にしている。尚、上述した通り、自然状態に於
ける上記止め輪２３の外径寸法は、上記係止溝２２の底
面の直径寸法よりも大きくしている。この為、上記止め
輪２３の外周面と上記係止溝２２の底面との間には、大
きな摩擦力が働く。従って、上述の様にピン２５の他半
部が上記一方の端面２４と衝合する際、このピン２５の
他半部からこの端面２４に回転方向に亙る力が加わって
も、上記止め輪２３が上記ハウジング２０に対して回転
する事はない。尚、上記ピン２５の他半部を上記両端面
２４、２４同士の間部分に係合させた状態で、このピン
２５の他半部と上記両端面２４、２４との間に存在する
隙間ができるだけ小さくなる様に、上記止め輪２３の円
周方向に亙る寸法を規制する。

【００１５】一方、前記内輪３は、回転軸２８の中間部
に外嵌固定する。図示の例では、この内輪３の一端面
を、この回転軸２８の外周面に形成した段部２９に突き
当てている。更に、図示の例では、上記ハウジング２０
の他端部内周面と上記回転軸２８の外周面との間を、シ
ールリング３０により密封している。このシールリング
３０は、鋼板、ステンレス鋼板等の金属板製の芯金３１
と、ゴムの如きエラストマー等の弾性材３２とを組み合
わせて成る。上記芯金３１は、円筒部３３と、この円筒
部３３の一端縁から直径方向内方に折れ曲がった円輪部
３４とを有する。そして、上記円筒部３３を上記ハウジ
ング２０の他端部に、上記弾性材３２の一部を介して内
嵌固定すると共に、上記芯金３１により補強された弾性
材３２に設けた１対のシールリップ３５ａ、３５ｂの先
端縁を、それぞれ上記回転軸２８の外周面に全周に亙り
摺接させている。尚、図示の例では、上記弾性材３２の
一部を上記円筒部３３の外周面に添着して、上記ハウジ
ング２０に対するこの円筒部３３の嵌合強度を調節する
と共に、この嵌合部に於けるシール性を十分に確保して
いる。

【００１６】上述の様に構成し、回転支持部分に組み込
む、本例の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場
合、使用時に回転軸２８の回転に伴って内輪３に支持し
たエンコーダ６が回転すると、センサの検知部の近傍
を、このエンコーダ６の円輪部８に設けた透孔９、９と
円周方向に隣り合う透孔９、９同士の間に存在する柱部
とが交互に通過する。この結果、上記センサ内を流れる
磁束の密度が変化し、このセンサの出力が変化する。こ
の様にしてセンサの出力が変化する周波数は、上記回転
軸２８の回転速度に比例する。従って、このセンサの出
力信号をハーネス１８を通じて図示しない制御器に入力
すれば、上記回転軸２８の回転速度を求め、この回転軸
２８を含んで構成する各種機械装置の運転或は制御を適
切に行なえる。

【００１７】特に、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、ハウジング２０に外輪１を組み
付けた状態で、この外輪１の他端面に圧入したピン２５
の他半部を、上記ハウジング２０の係止溝２２に係止し
た止め輪２３の一部、即ち、この止め輪２３の円周方向
両端面２４、２４同士の間部分に係合させている。この
為、長期間に亙る使用により、前記ハウジング２０に対
する上記外輪１の嵌合強度が低下して、この外輪１が上
記ハウジング２０に対して回転しようとする場合にも、
上記ピン２５の他半部が、上記止め輪２３の円周方向の
何れか一方の端面２４に衝合する。この為、上記外輪１
が上記ハウジング２０に対して回転する事を防止でき
る。この結果、上記外輪１に支持したセンサが回転する
事もなくなり、このセンサに付設したハーネス１８が切
断される事を確実に防止できる。

【００１８】又、本例の場合には、上記外輪１の他端面
に圧入したピン２５の他半部を、上記両端面２４、２４
同士の間部分に確実に係合させる事ができる。この為、
前述した従来構造の様に、上記回転速度検出装置付転が
り軸受ユニットを回転支持部分に組み込んだ状態で、上
記外輪１の他端面に圧入したピン２５の他半部を係合さ
せる部材が存在しないと言った事はない。更に、本例の
場合、上記ピン２５の他半部は、元々上記外輪１を固定
する為に必要な、上記止め輪２３の円周方向両端面同士
の間部分に形成された隙間部分に係合させている。この
為、前述した従来構造の様に、上記ピン２５の他半部を
係合させる為の受孔等を、上記別の部材である止め輪２
３に形成する必要はない。この為、加工工数の低減に伴
うコストの低減を図れる。尚、本例の場合、図４に示す
様に、止め輪２３ａの一部外周面に直径方向外方に突出
する係合凸部３６を設けると共に、上記係止溝２２の底
面にこの係合凸部３６と係合自在な凹孔を設ければ、こ
の止め輪２３ａが上記ハウジング２０に対して回転する
事を、より確実に防止できる。

【００１９】尚、上述の図１〜４に示した構造の場合、
ハウジング２０に対する外輪１の回り止めを図る別の方
法として、この外輪１の外周面にピンを植設すると共
に、この外周面から突出したこのピンの一部を、上記ハ
ウジング２０の内周面に形成した係合溝に係合させる事
も考えられる。但し、この場合には、上記外輪１を上記
ハウジング２０の一端寄り部分に圧入する際に、この外
輪１の外周面から突出した上記ピンの一部を上記係合溝
を形成した部分にまで案内すべく、上記ハウジング２０
の内周面に、軸方向他端縁から軸方向一端寄り部分に亙
る案内溝を形成しなければならない。ところが、この様
な案内溝を形成した場合には、この案内溝の一部が、前
記シールリング３０と上記ハウジング２０との嵌合部を
軸方向に亙り跨ぐ状態となり、この嵌合部のシール性を
確保できなくなる為、この構成を採用するのは難しい。

【００２０】これに対して、前記図１〜４に示した本発
明の場合、上述した別方法の様な機能上の不都合を生じ
る事はない。又、本発明の場合、ピン２５の一部を係合
させる為に、ハウジング２０の内周面に専用の係合溝や
案内溝を形成したりすると言った、余計な加工を施す必
要もない。この為、信頼性の高い構造を実現できると共
に、静止輪である外輪１の回り止めを安価に図れる。
尚、上述の図１〜４に示した例では、外輪１が静止輪で
ある場合に就いて説明したが、本発明は、内輪３が静止
輪である場合にも適用できる。

【００２１】

【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、セ
ンサを支持した静止輪の回転防止を、確実且つ低コスト
で行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、図２のＡ
−Ｏ−Ａ断面図。

【図２】一部を省略して示す、図１のＢ矢視図。

【図３】一部を省略して示す、図１のＣ−Ｃ断面図。

【図４】止め輪の別例を、図３と同方向からみた状態で
示す図。

【符号の説明】

１外輪２外輪軌道３内輪４内輪軌道５玉６エンコーダ７固定円筒部８円輪部９透孔１０センサハウジング１１カバー１２保持環１３突き当て板部１４嵌合筒部１５保持部１６小径段部１７収納部１８ハーネス１９導出部２０ハウジング２１係止鍔部２２係止溝２３止め輪２４端面２５係合ピン２７凹孔２８回転軸２９段部３０シールリング３１芯金３２弾性材３３円筒部３４円輪部３５ａ、３５ｂシールリップ３６係合凸部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静止側周面に静止側軌道を有し、使用時
にも回転しない部分に嵌合固定される静止輪と、この静
止側周面と対向する回転側周面に回転側軌道を有し、使
用時に回転する回転輪と、上記静止側軌道とこの回転側
軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、
上記回転輪に固定されたエンコーダと、上記静止輪に支
持されて、このエンコーダ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
静止輪の軸方向端面にピンを植設すると共に、このピン
の一部を上記回転しない部材に固定した別の部材の一部
に係合させる事により、上記静止輪が上記回転しない部
分に対して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。
【請求項２】静止側周面に静止側軌道を有し、使用時
にも回転しない部分に嵌合固定される静止輪と、この静
止側周面と対向する回転側周面に回転側軌道を有し、使
用時に回転する回転輪と、上記静止側軌道とこの回転側
軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、
上記回転輪に固定されたエンコーダと、上記静止輪に支
持されて、このエンコーダ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
静止輪を、上記回転しない部分の一部に形成した段部と
同じくこの回転しない部分の周面に係止した欠円環状の
止め輪との間で軸方向に亙り挟持すると共に、上記静止
輪の軸方向両端面のうち上記止め輪側の端面に植設した
ピンの一部をこの止め輪の円周方向両端面同士の間部分
に係合させる事により、上記静止輪が上記回転しない部
分に対して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。