JP2001182749A - トーンホイール付転がり軸受ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 芯金１８の耐久性確保と、トーンホイール１
７から出る磁束の強度向上とを図る。 【構成】 回転輪である内輪１の端部に、磁性ステンレ
ス鋼板製の芯金１８を外嵌固定する。この芯金１８を構
成する円輪部２０の側面にゴム磁石であるトーンホイー
ル１７を支持する。これにより、上記芯金１８の腐食を
防止すると共に、このトーンホイール１７からセンサ１
３側に出る磁束の強度を強くして、上記課題を解決す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係るトーンホイール付
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
出する為の回転速度検出装置を構成する為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】アンチロックブレーキシステム（ＡＢ
Ｓ）或は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、車輪の回転速度を検出する必要があ
る。従って、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、回転速度
検出装置付転がり軸受ユニットが必要になる。この様な
回転速度検出装置付転がり軸受ユニットとして従来か
ら、例えば特開平６−２８１０１８号公報、米国特許第
４９４８２７７号明細書に記載されている様な構造のも
のが知られている。

【０００３】図４は、このうちの米国特許第４９４８２
７７号明細書に記載された回転速度検出装置付転がり軸
受ユニットを示している。それぞれが固定輪である１対
の内輪１、１は、懸架装置への組み込み状態では、回転
しない車軸（図示せず）に外嵌される。それぞれが固定
周面である、上記各内輪１、１の外周面には、それぞれ
が固定軌道面である内輪軌道２、２を、それぞれ形成し
ている。又、使用時に回転する回転輪であるハブ３の内
周面には、それぞれが回転軌道面である複列の外輪軌道
４、４を形成している。そして、これら各外輪軌道４、
４と上記各内輪軌道２、２との間に、それぞれが転動体
である複数個の玉５、５を設け、上記車軸の周囲にハブ
３を、回転自在に支持している。車輪のホイール（図示
せず）は、このハブ３の外周面に設けられたフランジに
固定される。

【０００４】更に、上記ハブ３の内端（内とは自動車へ
の組み付け状態で幅方向中央寄りとなる側を言い、各図
で右。反対に車両の幅方向外寄りとなる側を外と言う。
但し、内外方向は、自動車の懸架装置の構造等に応じて
適宜設計的に選択する。）開口部には、シールリング６
を構成する芯金７を内嵌固定している。即ち、この芯金
７の外周縁部に形成した円筒部８を上記ハブ３の開口部
に、締まり嵌めにより内嵌している。そして、この芯金
７の内側面に、ゴム等の弾性材製のシール材９を結合支
持し、更にこのシール材９の内側面にトーンホイール１
０を結合支持している。このトーンホイール１０は永久
磁石により構成され、Ｓ極とＮ極とを円周方向に亙って
交互に配置した円環状に造られている。

【０００５】一方、上記１対の内輪１、１のうち、内側
の内輪１の内端部には、金属板を絞り成形して成る保持
環１１を外嵌固定している。上記シールリング６を構成
するシール材９に設けられた複数のシールリップ１２、
１２の先端縁は、この保持環１１の内外両周面及び外側
面に摺接させて、上記玉５、５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１１の一部
にはセンサ１３を支持固定し、このセンサ１３の検出部
を、上記トーンホイール１０の内側面に対向させてい
る。

【０００６】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３に固定された車輪を、内輪
１、１を外嵌支持した車軸に対し、回転自在に支持でき
る。又、車輪と共にハブ３が回転すると、このハブ３に
固定したトーンホイール１０の側面と対向したセンサ１
３の出力が変化する。このセンサ１３の出力が変化する
周波数は、車輪の回転速度に比例する。従って、センサ
１３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を適切に制御で
きる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の様な従来構造の
場合、芯金７の耐食性に就いて特に考慮していない。
又、永久磁石製のエンコーダ１０の磁力を大きくする事
に就いても、特に考慮していない。この為、図４に示し
た従来構造の場合には、耐久性の点で問題を生じる可能
性があるだけでなく、組み付け誤差等により上記エンコ
ーダ１０とセンサ１３との距離が離れると、車輪の回転
速度の検出精度が悪化する可能性があった。本発明のト
ーンホイール付転がり軸受ユニットは、この様な事情に
鑑みて発明したものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のトーンホイール
付転がり軸受ユニットは、前述した従来のトーンホイー
ル付転がり軸受ユニットと同様に、使用時にも回転しな
い固定輪と、使用時に回転する回転輪と、この固定輪に
形成された固定軌道面とこの回転輪に形成された回転軌
道面との間に設けられた複数の転動体と、上記回転輪に
支持された芯金と、この芯金に支持された、Ｓ極とＮ極
とを円周方向に亙って交互に配置した円環状の多極磁石
であるトーンホイールとを備える。

【０００９】特に、本発明のトーンホイール付転がり軸
受ユニットに於いては、上記芯金は磁性ステンレス鋼板
製であって円輪部を備える。又、上記トーンホイールは
ゴムの内部に磁性材の粉末を混入したゴム磁石であっ
て、上記円輪部の側面に支持されている。

【００１０】

【作用】上述の様に構成される本発明のトーンホイール
付転がり軸受ユニットにより、車輪を回転自在に支持す
ると共に、センサとの組み合わせにより回転輪に固定さ
れた車輪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を構成する
トーンホイール付転がり軸受ユニットと同様である。

【００１１】特に、本発明のトーンホイール付転がり軸
受ユニットの場合、芯金をステンレス鋼板製としている
為、この芯金が腐食するのを防止して、優れた耐久性を
得られる。又、ゴム磁石製のトーンホイールを、磁性ス
テンレス鋼板製の芯金の円輪部の側面に支持している
為、このトーンホイールから出る磁束を強くできる。こ
の為、このトーンホイールから出る磁束を利用した車輪
の回転速度検出の信頼性向上を図れる。

【００１２】

【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。前述した従来構造の場合とは逆
に、外周面に回転軌道面である内輪軌道２、２を形成し
た、それぞれが回転輪である内輪１、１は、使用時に回
転する車軸に外嵌固定される。これら各内輪１、１の周
囲には、使用時にも回転しない固定輪である外輪１４
を、上記各内輪１、１と同心に配置している。そして、
この外輪１４の内周面に形成した、固定軌道面である外
輪軌道４、４と上記各内輪軌道２、２との間に、転動体
である複数個の玉５、５を設けて、上記外輪１４の内側
に各内輪１、１を、回転自在に支持している。

【００１３】上記外輪１４の内端部内周面と内方の内輪
１の内端部外周面との間には組み合わせシール１５を設
けて、上記外輪１４の内周面と上記内輪１の外周面との
間に存在する空間の内端開口部を塞いでいる。又、上記
外輪１４の外端部内周面と外方の内輪１の外端部外周面
との間には別の組み合わせシール１６を設けて、上記外
輪１４の内周面と上記内輪１の外周面との間に存在する
空間の外端開口部を塞いでいる。

【００１４】上記２組の組み合わせシール１５、１６の
うち、内方に設けられた組み合わせシール１５は、上記
内方の内輪１の内端部外周面に外嵌固定されてトーンホ
イール１７を支持する為の芯金１８と、上記外輪１４の
内端部内周面に内嵌固定されたシールリング２１とから
成る。そして、このシールリング２１の全周に亙って設
けたシール材２６のシールリップ２７、２７を上記芯金
１８に摺接させる事により、上記内方の内輪１の内端部
外周面と上記外輪１４の内端部内周面との間をシールし
ている。又、上記芯金１８は、磁性ステンレス鋼板によ
り、断面Ｌ字形で全体を円環状に造られている。即ち、
この芯金１８は、円筒部１９と、この円筒部１９の内端
縁から直径方向外方に向け直角に折れ曲がった円輪部２
０とから構成され、このうちの円筒部１９を上記内輪１
の内端部外周面に外嵌固定している。ゴム磁石製のトー
ンホイール１７は、この円輪部２０の内側面に、後述す
る係止部２２部分を除き、外側面全体に亙って密接する
状態で添着支持される。

【００１５】このトーンホイール１７を構成するゴム磁
石は、ゴム中にフェライト等の強磁性粉末を混入して全
体を円輪状に形成して成る。このトーンホイール１７
は、軸方向（図１〜３の左右方向）に着磁されており、
着磁方向は円周方向に亙って交互に入れ替わっている。
従ってこのトーンホイール１７の軸方向両側面には、Ｓ
極とＮ極とが、円周方向に亙って交互に、且つ等間隔で
配置されている。尚、このトーンホイール１７の成形時
には、着磁方向に磁場を加える事により、上記強磁性粉
末を着磁方向に配列する。従って、トーンホイール１７
を着磁した状態でこのトーンホイール１７の磁力は十分
に強くなり、後述するセンサ１３を通過する磁束の密度
を十分に高くできる。センサ１３を通過する磁束の密度
を高くする事は、このセンサ１３の出力を高くして、車
輪の回転速度検出の精度確保に役立つ。

【００１６】又、本例の場合には、このトーンホイール
１７の外側面外周縁部に、断面形状が鉤形である係止部
２２を形成している。この係止部２２は、上記トーンホ
イール１７の外側面外周縁部から全周に亙って外方に向
け突出する円筒部２３と、この円筒部２３の先端部内周
面から直径方向内方に突出する鉤部２４とから成る。こ
の鉤部２４は、上記円筒部２３の全周に亙って形成して
も良いが、円周方向３箇所以上に、間欠的に設けても良
い。又、この鉤部２４の内周側面は、上記係止部２２の
先端（図２の左端）に向かうに従って直径方向外側に向
く方向に傾斜した傾斜面２５としている。更に、上記円
筒部２３の基部（鉤部２４を除く部分）の自由状態での
内径は、前記円輪部２０の外径よりも少しだけ小さくし
ている。

【００１７】上述の様な形状を有するトーンホイール１
７は、上記係止部２２を前記芯金１８を構成する円輪部
２０の外周縁部に弾性的に係合させる事により、この芯
金１８の内側面に支持する。即ち、上記係止部２２を上
記円輪部２０の内側面外周縁部に対向させた状態から、
上記トーンホイール１７を上記芯金１８に向け押し付け
る。この押し付け作業に伴って、図３（Ａ）に示す様
に、上記鉤部２４の傾斜面２５と上記円輪部２０の外周
縁との係合に基づき、上記係止部２２の直径が弾性的に
広がる。上記押し付け作業を継続すれば、同図（Ｂ）に
示す状態を経て、同図（Ｃ）に示す様に、上記係止部２
２が上記円輪部２０の外周縁部に係止される。上述した
様に、上記円筒部２３の基部の自由状態での内径は円輪
部２０の外径よりも少しだけ小さい。又、上記鉤部２４
と上記トーンホイール１７の本体部分との間に存在する
溝部２８の自由状態での幅寸法は、上記円輪部２０の厚
さ寸法と同じか、この厚さ寸法よりも僅かに小さくして
いる。従って、図３（Ｃ）に示す様に係止部２２を円輪
部２０の外周縁部に係止した状態では、上記トーンホイ
ール１７は上記芯金１８に、ラジアル方向及びスラスト
方向に亙って変位する事なく（がたつきなく）支持され
る。更に、上記芯金１８が磁性ステンレス鋼板製である
為、上記トーンホイール１７が自らの磁力によりこの芯
金１８を密着するので、これら両部材１７、１８ががた
つく事はない。

【００１８】上述の様に構成される本発明のトーンホイ
ール付転がり軸受ユニットは、懸架装置を構成する保持
ケース２９の内側に、車輪を回転する為の車軸を回転自
在に支持すると共に、上記保持ケース２９に支持された
センサ１３との組み合わせにより、回転輪である内輪
１、１或は上記車輪の回転速度を検出する。特に、本発
明のトーンホイール付転がり軸受ユニットの場合、上記
芯金１８をステンレス鋼板製としている為、この芯金１
８が腐食するのを防止して、優れた耐久性を得られる。
又、ゴム磁石製のトーンホイール１７を、磁性ステンレ
ス鋼板製の芯金１８の円輪部の側面に支持している為、
磁束のループの中の抵抗を低く抑えて、上記トーンホイ
ール１７からセンサ１３に向けて出る磁束を強くでき
る。この為、このトーンホイール１７から出る磁束を利
用した、上記センサ１３による車輪の回転速度検出の精
度並びに信頼性の向上を図れる。

【００１９】又、図示の例の場合には、ゴム磁石製のト
ーンホイール１７は、このトーンホイール１７と一体に
形成した係止部２２の弾性により、内方の内輪１の内端
部に外嵌固定した芯金１８に支持される為、予め磁石メ
ーカーで着磁したトーンホイール１７を、シール材メー
カーで造られた芯金１８と結合できる。従って、設備費
や搬送費の増大に伴うコスト上昇を抑える事ができる。
尚、図示の例では、上記トーンホイール１７と共に回転
速度検出装置を構成するセンサ１３を、転がり軸受ユニ
ット外である保持ケース２９に設置している。但し、こ
のセンサ１３は、固定輪である外輪１４に支持する事も
できる。

【００２０】尚、図示の例では、前記１対のシールリン
グ１５、１６を同形状に形成している。これは、同種の
シールリングを使用する事により、製造並びに部品管理
の手間を軽減し、コストの低減を図る為である。但し、
トーンホイール１７は一方のシールリング１５にのみ支
持するから、他方（図１の左方）のシールリングの形状
は内輪１外周面と外輪１４内周面との間をシールできる
限り、他の形状とする事もできる。又、重量が嵩む自動
車用の転がり軸受ユニットの場合には、転動体として円
すいころを使用する。

【００２１】

【発明の効果】本発明のトーンホイール付転がり軸受ユ
ニットは、以上に述べた通り構成され作用する為、車輪
の回転速度検出装置の耐久性並びに信頼性の向上に寄与
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。

【図２】図１のＡ部拡大図。

【図３】芯金にトーンホイールを装着する状況を順番に
示す部分断面図。

【図４】従来構造の１例を示す断面図。

【符号の説明】

１ 内輪 ２ 内輪軌道 ３ ハブ ４ 外輪軌道 ５ 玉 ６ シールリング ７ 芯金 ８ 円筒部 ９ シール材 １０ トーンホイール １１ 保持環 １２ シールリップ １３ センサ １４ 外輪 １５、１６ 組み合わせシール １７ トーンホイール １８ 芯金 １９ 円筒部 ２０ 円輪部 ２１ シールリング ２２ 係止部 ２３ 円筒部 ２４ 鉤部 ２５ 傾斜面 ２６ シール材 ２７ シールリップ ２８ 溝部 ２９ 保持ケース

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用時にも回転しない固定輪と、使用時
   に回転する回転輪と、この固定輪に形成された固定軌道
   面とこの回転輪に形成された回転軌道面との間に設けら
   れた複数の転動体と、上記回転輪に支持された芯金と、
   この芯金に支持された、Ｓ極とＮ極とを円周方向に亙っ
   て交互に配置した円環状の多極磁石であるトーンホイー
   ルとを備えたトーンホイール付転がり軸受ユニットに於
   いて、上記芯金は磁性ステンレス鋼板製であって円輪部
   を備え、上記トーンホイールはゴムの内部に磁性材の粉
   末を混入したゴム磁石であって、上記円輪部の側面に支
   持されている事を特徴とするトーンホイール付転がり軸
   受ユニット。