JP2000513804A - 転がり軸受へのセンサ取付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、軸受（２）の可動レース（２３）に取付られたコーディング素子の（７）検出用センサ（８）を取り付ける、転がり軸受へのセンサ取付装置であって、可動レース（２３）は固定レース（２１）から転がり物体（２２）によって分離されており、センサ（８）は固定レース（２１）と軸受（２）の軸方向停止手段（３２）との間に設けられた支持体（９）に取り付けられ、支持体（９）に取り付けられた弾性手段によってコーディング素子（７）とセンサ（８）との間の間隙は一定に保持され、弾性手段は支持体（９）を軸方向停止手段（３２）から遠去ける方向に作用する、転がり軸受へのセンサ取付装置に関する。

Description

【発明の詳細な説明】 転がり軸受へのセンサ取付装置 本発明は、センサを、センサによって読み取り可能なコーディング素子を備え た転がり軸受に対して無接触で取付るセンサ取付装置に関する。 フランス特許公報ＦＲ２６６７９４７号には、軸受箱の壁面と固定レースとの 間に挟さまれ、軸受箱の中へ嵌込んで取り付けられた回転速度検知装置が記載さ れている。このような取付けにおいては、短い周期の強い機械的力の作用や、部 品の膨張量の差の影響により、軸受箱の中での軸受の軸方向の移動または微動が 伴うのが普通である。「円周クリップ」型の軸方向の停止手段を通常設けるので 、軸受本来の機能は影響を受けないとしても、コーディング素子に対するセンサ の相対的な位置が変わるので、センサの機能への影響は無視できない。その上、 センサは強固に支持されてはいず、遊びがあり、この遊びによりセンサは周囲の 大きな振動を感じるようになる。これは、接点の酸化と微小な傷をもたらし、ま た信号の信頼性を損なう。更に、このような取付けは、回転インナーレースの場 合には、良好な動作に有害な、摩擦、加熱、摩耗を惹き起こす可能性がある、水 、泥、塩のような汚染の遠心作用による拡散をもたらす。最後に、このような方 法は、軸受と軸受箱に大きな変更をもたらし、センサや軸受の部品を単独に交換 することは不可能である。 フランス特許公報ＦＲ２６６０９７５号および同ＦＲ２７０３７４０号には、 上述の問題点のいくつかを解決することが可能な、軸受の固定レースに弾性的に 固定されたセンサの支持体が記載されている。しかしながら、軸受の固定レース と結合するためには、常にそれらに特殊な加工を施す必要がある。それらの加工 によって、軸受のスリーブ継手の範囲、すなわちシールの役割をするスペースが 減少するので、軸受の取付け条件の再検討が必要となる可能性がある。更に、装 置が多様化するので、装置自身あるいはユーザサイドの取付け段階で、多大の費 用が発生する可能性がある。 本発明の目的は、これらの問題点を解決することにある。このため、本発明は 、軸受の可動レースに取付られたコーディング素子の検出用センサを取り付ける 、転がり軸受へのセンサ取付装置であって、上記可動レースは固定レースから転 がり物体によって分離されており、上記センサは上記固定レースと上記軸受の軸 方向停止手段との間に設けられた支持体に取り付けられ、上記支持体に取り付け られた弾性手段によって上記コーディング素子と上記センサとの間の間隙は一定 に保持され、上記弾性手段は上記支持体を上記軸方向停止手段から遠去ける方向 に作用することを特徴とする、転がり軸受へのセンサ取付装置に関する。 本発明の他の一つの特徴によれば、上記支持体は内側環状部らなり、上記内側 環状部と同心で、上記内側環状部の面とは異なる面内に設けられた周辺環状部が 、上記内側環状部の周りに、上記固定レースの方向に伸びて剛に接合して設けら れ、上記周辺環状部は内側環状部の方向に突出した弾性手段を有する。 本発明の他の一つの特徴によれば、上記弾性手段は、上記周辺環状部の周辺に あって、上記内側環状部と上記周辺環状部との接合部に設けられた開口に沿って 伸びる波形部によって構成され、上記波形部はその端の少なくとも一方によって 上記周辺環状部に連接され、上記周辺環状部の中で上記内側環状部方向に凸な波 形を構成するように軸方向に変形して形成されている。 本発明の他の一つの特徴によれば、各上記波形部は、それぞれ上記周辺環状部 にその一方の端のみによって連接された独立した２つの部分からなる。 本発明の他の一つの特徴によれば、上記軸方向停止手段は、軸受箱の縁によっ て構成され、上記支持体の芯出しは、上記縁において上記開口の内縁で調整して 行う。 本発明の他の一つの特徴によれば、上記軸方向停止手段は、上記軸受の脱落を 防止するストッパによって構成されている。 本発明の他の一つの特徴によれば、上記周辺環状部の周囲は、上記軸受の上記 固定レースの外縁での上記支持体の芯出しを可能とする軸方向の延長部によって 波形部の間で軸受の方向に延伸されている。 本発明の他の一つの特徴によれば、上記周辺環状部の外径は、車軸ケースの軸 受箱の内径と一致している。 本発明の他の一つの特徴によれば、上記支持体の上記内側環状部の内縁は、剛 性を高める帯金によって軸方向に延伸されている。 本発明の他の一つの特徴によれば、上記支持体の、上記内側環状部と上記周辺 環状部との接合部に、上記センサと上記コーディング素子との間隙に侵入する可 能性のある汚染物質の重力または遠心力による排出を容易にすることを可能にす る補助開口を設ける。 本発明の他の一つの特徴によれば、上記支持体は、上記支持体に上記センサを 遊び無しに固定する固定手段を有する。 本発明の他の一つの特徴によれば、上記固定手段は、上記内側環状部と上記周 辺環状部とに設けられた半径方向の開口部の両側を限定する平行な２本の滑り棒 と、上記各滑り棒の外側から出発して上記滑り棒に平行に上記内側環状部及び上 記周辺環状部の内側方向に伸び、次いで１８０°に曲がって上記内側環状部と上 記周辺環状部の外側に向かって伸び、上記センサを受ける固定の鐙を構成する上 枠により連結された２本のアームとを含む固定ヘッドからなる。 本発明の他の一つの特徴によれば、上記支持体は、１枚の薄板を繰り返して切 断及び型押して作成する。 上記装置によれば、調節すること無く、また動作条件にかかわらず、機構の遊 びと微小変位とを弾性的な方法で補償することによって、コーディング素子とセ ンサとの間の許容間隙を正確に制御することが可能である。更に、上記装置によ れば、構成部品、すなわち、コーディング素子を備えた軸受、センサの支持体、 およびセンサ自体等を、関係する装置および周辺環境あるいは従来の組立て分野 、とりわけ自動車の駆動輪の組立に大きな変更を施すこと無く、別々に組み立て ることが可能となるという利点がある。 その他の特徴および利点は、以下の図面を参照して本発明の装置の実施例の記 載を読むことにより明らかとなるであろう。 図１は、自動車の駆動輪に対して取り付けられた本発明による支持体の１例の 断面図である。 図２は、図１の構造の詳細のより大きな尺度の図である。 図３は、本発明による支持体の平面図である。 図４は、本発明による支持体とセンサの斜視図である。 図５は、本発明による支持体の構造の第１の変形の部分断面図である。 図６は、本発明による支持体の構造の第２の変形の部分断面図である。 図１は、転がり軸受２の中に位置する車輪のボス１の構造を示し、転がり軸受 ２は車軸ケース３の軸受箱３１の内部へ嵌合され、トランスミション側で軸受箱 ３１を限定する軸方向停止手段である縁３２と、車軸ケース３の車輪側の端に設 けられたストッパ４との間に固定されている。ボス１は、縦溝５１とボルト６に よって、トランスミション５の軸に固定されている。標準寸法の転がり軸受２は 、転がり物体２２によって互いに分離された固定レース２１と可動レース２３か らなる。転がり軸受２は、第１のシール２４と第２のシール２５によってシール されている。軸受箱３１の縁３２の側に設けられた第２のシール２５には、可動 レース２３に固定され、予め定められた間隙を介してセンサ８によって無接触で 検出されるコーディング素子７が設けられている。このようなコーディング素子 と一体のシール装置は、例えば、フランス特許公報ＦＲ２７００５８８号に記載 されている。 センサ８は、軸受２の固定レース２１と車軸ケース３の軸受箱３１の縁３２と の間に挟さまれた支持体９に固定されている。図３および図４に示された支持体 ９は、主として内側環状部９００から成っており、同心で、内側環状部９００の 面とは異なる面内に設けられた周辺環状部９０１が、内側環状部９００の周りに 剛に接合して設けられている。内側環状部９００および周辺環状部９０１は、セ ンサ８の固定手段である固定ヘッド９１０が位置している所に、半径方向の開口 部を備えている。固定ヘッド９１０は、上記半径方向の開口部の両側を限定する 平行な２本の滑り棒９１１を含んでいる。各滑り棒９１１の外側から、２本のア ーム９１２が伸びて、最初滑り棒９１１に平行に内側環状部９００および周辺環 状部９０１の内側方向に伸び、次いで１８０°曲がって、内側環状部９００およ び周辺環状部９０１の外側に向かって伸びる。更に、これら２つのアーム９１２ は上枠９１３によって互いに連結され、センサ８を受ける固定の鐙を構成する。 センサ８は、滑り棒９１１がそこに来て嵌まる、２つの側面溝８１によって案内 され、上記鐙の中に導入される。センサ８には、頭部８２と、それに続く咽喉部 ８３が設けられている。頭部８２は、上枠９１３に設けられた突起９１４が咽喉 部８３に嵌まるまでアーム９１２の凹みの中を進入し、突起９１４が咽喉部８３ に嵌まることによって、センサ８が支持体９の固定ヘッド９１０の中に確実にク リップ止めされる。 一方、支持体９の内側環状部９００と周辺環状部９０１との間の接合部には開 口９０２が開けられている。周辺環状部９０１の、この開口９０２の外側に沿う 部分の外端に、弾性手段として機能させる波形部９０３を設ける。該波形部９０ ３は、周辺環状部９０１の開口９０２の外側に沿う部分を、内側環状部９００の 方向に凸な波形を形成するように軸方向に変形して形成する。装置の組立てに際 しては、単に、内側環状部９００を縁３２の方向に向けて、支持体９を車軸ケー ス３へ挿入する。芯出しは、車軸ケース３の軸受箱３１に入れる周辺環状部９０ １の外縁９０４で調整するか、場合によっては縁３２の端面３３上にある開口９ ０２の内縁９０５で調整して行う。上記内縁９０５は、勿論、内側環状部９００ の面内にある。 次に、軸受２を、周辺環状部９０１の開口９０２の外側にある個所で支持体９ を挟さみ込むようになるまで、軸受箱３１の中に力を加えて嵌め込む。支持体９ は、十分に高い弾性限を有する材料で作られているから、そのようにして平坦化 された波形部９０３は、支持体９の周辺環状部９０１を固定レース２１に対して ぴったり張り付ける方向に恒常的に押し戻す弾性的な復元力を作り出す。車軸ケ ース３には、センサ８を導入し、その中で支持体９の固定ヘッド９１０を位置決 めすることが可能な、局所的な開口部３４が設けられている。 次いで、ストッパ４を、必要な遊びＪを持たせて、車軸ケース３の溝１０に挿 入する。 動作中、軸受箱３１の中の固定レース２１は、遊びＪの範囲内で軸方向に移動 し得るが、波形部９０３の初期変形によって得られる弾性復元力によって、内側 環状部９００に対向している周辺環状部９０１の平坦な面９０６と固定レース２ １の側面２１１との接触は常に保たれ、支持体９の固定レース２１に対する軸方 向位置、従ってセンサ８とコーディング素子７との間の間隙が一定に保たれる。 波形部９０３は、遊びＪの大きさよりも大きく変形してあり、支持体９の半径 方向、円周方向の微小移動を摩擦によって制限するに十分な荷重が恒常的に保た れており、支持体９が周囲の大きな振動によって移動しないようになっている。 本発明の特に有利な１変形によれば、支持体９は、望ましい厚さの板から打ち 抜き切断によって、簡単で安価に作ることができる。場合によっては、支持体９ に所望の機械的な性質を与える熱処理を施してもよいし、あるいは、要すれば防 蝕被膜処理を施してもよい。 波形部９０３は、先ず周辺環状部９０１に開口９０２をカットし、次いで、該 当部分のみを型押しして形成する。開口９０２の長さは、必要とされる弾性効果 によって決まり、それは、板の初期厚さ、構成材料の変形に対する抗力、および 変形量に依存する。上述の波形部９０３とは異なる部材を弾性部材として支持体 に適用したものも、本発明の範囲を越えるものでないことは自明である。例えば 、波形部９０３は、その一方の端でのみ周辺環状部９０１に取り付けたものでも よいし、円弧状に代えて直線状であってもよい。 また、支持体９の内側環状部９００は、腐蝕性粒子が間隙や第２のシール２５ 領域へ進入するのを防ぎ、腐蝕性粒子の噴射による直接の汚染に対する補助的な 保護の役割をする。更に、センサ８とコーディング素子７との間隙に侵入した汚 染物質を重力または遠心力によって容易に排出可能とするため、周辺環状部９０ １と内側環状部９００との接合部に補助開口９０７を、余分の出費無しに容易に 作ることができる。最後に、内側環状部９００の内縁に帯金９０８を付けて剛性 を高めて、装置を寸法的に安定にすることができる。 センサ８の固定ヘッド９１０は、次のようにして作成することもできる。先ず 、２本滑り棒９１１とアーム９１２と上枠９１３とで構成される鐙形のパターン を切断によって作成し、次いでアーム９１２を折曲げることにより、同一の板の 中に固定ヘッド９１０を作成することができる。 軸受２の取付け向きを逆にした実施の形態を考えることも可能である。この場 合、図１の車軸ケース３の軸受箱３１の縁３２は、ストッパ４の場所に設置され ることになる。軸受２の取付け向きは逆になり、図５および図６に示されている ように、軸受２の軸方向停止手段としては、この場合にはセンサ側に設けられた 他の１つのストッパ１１を用いる。 この場合の組立ては、先ず車軸ケース３の中に軸受２を取り付け、ついでスト ッパ１１を取り付ける前に支持体９を挿入して行なう。従って、所要の遊びＪは 、最初から支持体９側にあるが、この場合も動作中の軸受の位置にかかわらず、 前述と同様にして支持体９と固定レース２１との接触状態は保たれる。 この場合、支持体９側には軸受箱３１の縁３２は存在しないので、開口９０２ の内縁９０５を介しての支持体９の半径方向の芯出しを実施することはできない 。そこで、図５に示すように、軸受箱３１の中の周辺環状部９０１の外縁９０４ を調節することにより芯出しを行う。あるいは、図６に示すように、支持体９の 円周上に軸方向の延長部９０９を設けて、軸受２の固定レース２１の外縁で芯出 しする。 上記２つの場合には、支持体９、特にその内側環状部９００がストッパ１１の 設置を妨げないように、ストッパ１１はより薄くて小さな高さに作る。 この場合、ストッパ１１が非常に強い軸方向の力の作用を受けても軸受を保持 する機能が変わることがないように、ストッパ１１の断面形状を“Ｌ”字形にし 、その内側の面１１１、１１２が、軸受箱３１の溝１２の対応する面と接触する ようにする。このようにすれば、断面の慣性軸の回りの、応力による彎曲が避け られ、ストッパ１１の偶発的排出を完全に防止することが可能である。 勿論、本発明は、例として上に記載し、図示した実施の態様に限定されるもの ではない。特に、センサの支持体は、使用する転がり物体の種類に係り無く、あ らゆる種類の軸受に使用可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．軸受（２）の可動レース（２３）に取付られたコーディング素子（７）の検 出用センサ（８）を取り付ける、転がり軸受へのセンサ取付装置であって、上 記可動レース（２３）は固定レース（２１）から転がり物体（２２）によって 分離されており、上記センサ（８）は上記固定レース（２１）と上記軸受（２ ）の軸方向停止手段（１１、３２）との間に設けられた支持体（９）に取り付 けられ、上記支持体（９）に取り付けられた弾性手段（９０３）によって上記 コーディング素子（７）と上記センサ（８）との間の間隙は一定に保持され、 上記弾性手段（９０３）は上記支持体（９）を上記軸方向停止手段（１１、３ ２）から遠去ける方向に作用することを特徴とする、転がり軸受へのセンサ取 付装置。 ２．上記支持体（９）は内側環状部（９００）からなり、上記内側環状部（９０ ０）と同心で、上記内側環状部（９００）の面とは異なる面内に設けられた周 辺環状部（９０１）が、上記内側環状部（９００）の周りに、上記固定レース （９００）の方向に伸びて剛に接合して設けられ、上記周辺環状部（９０１） は内側環状部（９００）の方向に突出した弾性手段（９０３）を有することを 特徴とする、請求の範囲１に記載の転がり軸受へのセンサ取付装置。 ３．上記弾性手段は、上記周辺環状部（９０１）の周辺にあって、上記内側環状 部（９００）と上記周辺環状部（９０１）との接合部に設けられた開口（９０ ２）に沿って伸びる波形部（９０３）によって構成され、上記波形部（９０３ ）はその端の少なくとも一方によって上記周辺環状部（９０１）に連接され、 上記周辺環状部（９０１）の中で上記内側環状部（９００）方向に凸 な波形を構成するように軸方向に変形して形成されていることを特徴とする、 請求の範囲２に記載の転がり軸受へのセンサ取付装置。 ４．各上記波形部（９０３）は、それぞれ上記周辺環状部（９０１）にその一方 の端のみによって連接された独立した２つの部分からなることを特徴とする、 請求の範囲３に記載の転がり軸受へのセンサ取付装置。 ５．上記軸方向停止手段は、軸受箱（３３）の縁（３２）によって構成され、上 記支持体（９）の芯出しは、上記縁（３２）において上記開口（９０２）の内 縁（９０５）で調整して行うことを特徴とする、請求の範囲１から請求の範囲 ４までのいずれか１つに記載の転がり軸受へのセンサ取付装置。 ６．上記軸方向停止手段は、上記軸受（２）の脱落を防止するストッパ（１１） によって構成されていることを特徴とする、請求の範囲１から請求の範囲４ま でのいずれか１つに記載の転がり軸受へのセンサ取付装置。 ７．上記周辺環状部（９０１）の周囲は、上記軸受（２）の上記固定レース（２ １）の外縁での上記支持体（９）の芯出しを可能とする軸方向の延長部（９０ ９）によって波形部（９０３）の間で軸受（２）の方向に延伸されていること を特徴とする、請求の範囲６に記載の転がり軸受へのセンサ取付装置。 ８．上記周辺環状部（９０１）の外径は、車軸ケース（３）の軸受箱（３１）の 内径と一致していることを特徴とする、請求の範囲６に記載の転がり軸受への センサ取付装置。 ９．上記支持体（９）の上記内側環状部（９００）の内縁は、剛性を高める帯金 （９０８）によって軸方向に延伸されていることを特徴とする、請求の範囲１ から請求の範囲８までのいずれか１つに記載の転がり軸受へのセンサ取付装置 。 １０．上記支持体（９）の、上記内側環状部（９００）と上記周辺環状部（９０ １）との接合部に、上記センサ（８）と上記コーディング素子（７）との間 隙に侵入する可能性のある汚染物質の重力または遠心力による排出を容易に することを可能にする補助開口（９０７）を設けることを特徴とする、請求 の範囲１から請求の範囲９までのいずれか１つに記載の転がり軸受へのセン サ取付装置。 １１．上記支持体（９）は、上記支持体（９）に上記センサ（８）を遊び無しに 固定する固定手段を有することを特徴とする、請求の範囲１から請求の範囲 １０までのいずれか１つに記載の転がり軸受へのセンサ取付装置。 １２．上記固定手段は、上記内側環状部（９００）と上記周辺環状部（９０１） とに設けられた半径方向の開口部の両側を限定する平行な２本の滑り棒（９ １１）と、上記各滑り棒（９１１）の外側から出発して上記滑り棒（９１１ ）に平行に上記内側環状部（９００）及び上記周辺環状部（９０１）の内側 方向に伸び、次いで１８０°に曲がって上記内側環状部（９００）と上記周 辺環状部（９０１）の外側に向かって伸び、上記センサ（８）を受ける固定 の鐙を構成する上枠（９１３）により連結された２本のアーム（９１２）と を含む固定ヘッド（９１０）からなることを特徴とする、請求の範囲１１に 記載の転がり軸受へのセンサ取付装置。 １３．上記支持体（９）は、１枚の薄板を繰り返して切断及び型押して作成する ことを特徴とする、請求の範囲１から請求の範囲１２までのいずれか１つに 記載の転がり軸受へのセンサ取付装置。 １４．自動車の車輪に取付けて、回転組立体から発生される情報の読取りを可能 とすることを特徴とする、請求の範囲１から請求の範囲１３までのいずれか １つに記載の転がり軸受へのセンサ取付装置。