JP2003074575A - 転がり軸受装置 - Google Patents

転がり軸受装置

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JP2003074575A
JP2003074575A JP2001268792A JP2001268792A JP2003074575A JP 2003074575 A JP2003074575 A JP 2003074575A JP 2001268792 A JP2001268792 A JP 2001268792A JP 2001268792 A JP2001268792 A JP 2001268792A JP 2003074575 A JP2003074575 A JP 2003074575A
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ring
rolling bearing
peripheral surface
bearing device
pulsar
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Junji Murata
順司 村田
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Koyo Seiko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高精度な回転の検出を可能にする。 【解決手段】着磁ゴムからなるパルサリング8が、内輪
51において、研磨された周面に接着される。これによ
り、パルサリング8が内輪51の周面に倣わされて、パ
ルサリング8の中心と内輪51の回転軸心を一致するこ
とができるので、磁気センサ7による高精度の回転検出
が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車軸用に適した転
がり軸受装置に係り、より詳しくは、回転速度を検出す
るための回転検出装置を備えた転がり軸受装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】自動車などのアンチロックブレーキシス
テム(通称、ABS)において使用される回転検出装置
は、一般に、車軸用の転がり軸受装置に組み込まれる。
【0003】図6ないし図9を参照して、従来の転がり
軸受装置を説明する。これらの図において、100は、
転がり軸受装置全体を示す。101はハブホイール、1
02は複列転がり軸受、103は車軸、104は回転検
出装置である。
【0004】回転検出装置104は、パルサリング11
0と磁気センサ111とからなる。パルサリング110
は、上半分の断面がほぼL字形とされた金属製の環体1
12と、環体112の径方向に沿う外面に加硫成型接着
された着磁ゴム113とを備える構造である。パルサリ
ング110は、複列転がり軸受102における車両イン
ナー側の内輪105における肩部の外周面に圧入により
外嵌装着される。磁気センサ111は、外輪106の端
部に嵌合された支持環体107に外径側から挿入されて
装着されている。この磁気センサ111の検出面は、前
記パルサリング110の着磁ゴム113に対して、軸方
向から対向する位置に配置されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような回転検出装
置104の場合、パルサリング110を内輪105に圧
入により外嵌装着した際に、その圧入精度のばらつきや
組み込み時の不手際などによって、内輪105の回転中
心に対して着磁ゴム113が偏心したり、傾いたりする
ことがある。そして、このような着磁ゴム113に偏心
や傾きのある状態でパルサリング8が内輪105に取り
付けられると、図7や図8で示されるように、内輪10
5の端面を基準とする着磁ゴム113の軸方向位置α、
α′がばらついたり、内輪105の回転中心に対して着
磁ゴム113の中心位置P、P′が基準位置からずれて
しまうことがある。
【0006】このようにパルサリング8の着磁ゴム11
3が位置ずれしている状態で、ハブホイール101の回
転に伴なってパルサリング110が回転し、磁気センサ
111がパルサリング110のN極とS極とを順次交互
に検出した場合、図9で示されるような不具合がある。
【0007】すなわち、磁気センサ111とパルサリン
グ110との位置関係にずれがなければ磁気センサ11
1の各出力電圧の波形は、いずれの期間T1、T2、T
3…も、本来、所要の波形γとなるが、位置関係にずれ
があるとこの波形γに対して高低差のある波形γ′とな
る。
【0008】このような出力電圧の高低差は、その出力
電圧を、波高レベルL1を閾値として波形整形処理によ
り得られる回転検出パルスS1、S2、S3…における
個々のパルス幅に差異が生じさせてしまう。その結果、
そのパルス周期において不規則な時間ずれが生じ、パル
ス周期により回転速度の検出を行う場合、正確な回転速
度の検出ができなくなる。
【0009】したがって、本発明は、転がり軸受装置に
おいて、パルサリングを回転輪側に対して高精度に位置
決めして取り付けて、正確な回転速度の検出を可能にす
ることを解決すべき課題としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、非回転とされ
る固定輪に複数の転動体を介して回転輪が同心状に配設
され、かつ、前記回転輪側に設けられるパルサリング
と、前記固定輪側に取り付けられて前記パルサリングに
対向させられる磁気センサとからなる回転検出装置を有
する転がり軸受装置であって、前記パルサリングが、磁
性粉を混入したゴム材をベースとして、その周方向交互
に互いに異なる磁極を着磁してなる着磁ゴムからなり、
このパルサリングが、前記回転輪において研磨された周
面または端面に対して直接的に接着されていることを特
徴とする。
【0011】なお、回転輪には、転がり軸受装置に取り
付けられる車軸を含め得る。
【0012】本発明によると、回転輪の研磨された周面
に対してゴム材をベースとするパルサリングを直接的に
接着しているから、パルサリングが回転輪の周面に対し
て倣わされる。このため、パルサリングの中心が回転輪
の回転軸心に高精度で合致することになる。
【0013】また、パルサリングの接着に、従来例のよ
うな金属製の環体を使用して回転輪側に間接的に接着す
るのではないので、環体それ自体の製作誤差や、環体の
圧入工程での取付誤差がなくなる。また、環体が不要に
なる分、部品点数を削除できるから部品コストおよび取
付コストの削減ができる。
【0014】本発明の場合、前記回転輪が、前記固定輪
の内周に配設されるものとしてよく、また、この場合、
前記パルサリングの接着対象となる周面が、前記回転輪
の肩部外周面とされる。
【0015】本発明の場合、前記回転輪が、前記固定輪
の外周に配設されるものとしてよく、この場合、前記パ
ルサリングの接着対象となる周面が、前記回転輪の肩部
内周面とされる。
【0016】本発明の場合、前記パルサリングの接着対
象となる周面が、前記回転輪の一端面であってもよい。
【0017】本発明の場合、前記回転輪におけるパルサ
リングの接着領域に、周方向に連続する周溝を設け、こ
の周溝に対して前記パルサリングを埋め込むようにする
と、周溝によってパルサリングの接着する位置を正確に
決めることが容易になる。
【0018】本発明の場合、前記パルサリングが、前記
回転輪に対して接着された後で着磁されるものとする
と、回転輪の回転中心とパルサリングの中心は一致する
ので、回転輪の内周面または外周面を基準とすることが
できる。よって、回転輪の内周面または外周面をチャッ
クして、パルサリングにS極、N極を所定ピッチごと周
方向交互に形成することができるので、パルサリングに
磁極を形成することが容易になる。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明の詳細を図面に示す実施形
態に基づいて説明する。本発明の転がり軸受装置は、車
軸用の転がり軸受装置であるハブユニットに適用して説
明されるが、本発明は、車軸用の転がり軸受装置に限定
されるものではなく他の用途の転がり軸受装置にも適用
される。
【0020】図1および図2は、本実施の形態に係り、
図1は、ハブユニットの縦断面を示す図、図2は、図1
の回転検出装置の周辺を拡大して示す断面図である。な
お、図1において、ハブユニットの左側は、車両アウタ
ー側となり、右側は、車両インナー側となる。
【0021】これらの図において、1はハブユニットの
全体を示す。2は車軸、3は車軸ケースを示す。
【0022】ハブユニット1は、ハブホイール4と、複
列転がり軸受5とを備える。
【0023】ハブホイール4は、不図示の車輪が取り付
けられる径方向外向きのフランジ41と、中空の軸部4
2とを備える。ハブホイール4の軸部42の中空穴に車
軸2が嵌入され、軸部42の内周面と車軸2の外周面に
形成されたスプラインにより軸部42と車軸2は結合さ
れ一体回転するようになっている。
【0024】複列転がり軸受5は、ハブホイール4の軸
部42の外周面に外嵌装着される。複列転がり軸受5
は、複列外向きアンギュラ玉軸受であって、ハブホイー
ル4の軸部42の小径外周面に圧入により外嵌される一
方の内輪51と、二列の軌道溝を有する単一の外輪52
と、転動体として二列で配設される複数の玉53と、二
つの冠形保持器54とを備える。ハブホイール4の軸部
42の大径外周面は、複列転がり軸受5の他方の内輪と
して用いられる。
【0025】複列転がり軸受5の外輪52の外周には、
径方向外向きのフランジ55が設けられている。複列転
がり軸受5の外輪52は、このフランジ55を介して車
軸ケース3に固定される。
【0026】本実施形態の特徴を説明する。
【0027】本実施形態の転がり軸受装置は、アクティ
ブタイプの回転検出装置6を備える。この回転検出装置
6は、複列転がり軸受5の内輪51に設けられるパルサ
リング8と、外輪52に取り付けられてパルサリング8
に対向させられる磁気センサ7とからなる。パルサリン
グ8は、磁性粉を混入したゴム材をベースとして、その
周方向交互に互いに異なる磁極を着磁してなる着磁ゴム
からなっている。
【0028】そして、本実施形態では、内輪51の肩部
外周面が、研磨された周面とされているとともに、この
ような肩部外周面を接着対象とし、これに対して、パル
サリング8が直接的に接着されていることに特徴を有す
る。
【0029】回転検出装置6の具体構成を説明する。
【0030】すなわち、磁気センサ7は、具体的には、
例えば、ホールICで構成される。ホールICは、詳細
な図示はされていないが、ICチップを合成樹脂からな
る保護カバーでモールドして構成される。磁気センサ7
の外形は、直方体形状とされており、その上端から信号
取込用リード線73が引き出される。
【0031】磁気センサ7は、複列転がり軸受5の外輪
52において、車両インナー側の肩部外周面の円周方向
における所定位置に外径側から貫通する状態で取り付け
られる。そして、磁気センサ7における貫通端部は、検
知面71として、パルサリング8の着磁された外周面と
対向する。
【0032】そして、上述したように、磁性粉を混入し
たゴム材をベースとして、その周方向交互に互いに異な
る磁極を着磁してなる着磁ゴムからなるパルサリング8
は、内輪51において、研磨された高精度な真円度を持
つ肩部外周面に設けられた周溝511に加硫成型接着さ
れる。そのパルサリング8の着磁された外周面は、磁気
センサ7の検知面71と径方向で対向するように設けら
れている。
【0033】ここで、内輪51における肩部外周面の高
精度な真円度は、12μm以下である。また、内輪51
における肩部外周面に対して、このような真円度に形成
する研磨方法としては、砥石による研磨がある。
【0034】また、周溝511の溝底面の深さは、周方
向において前記内輪51の肩部外周面の高精度な真円度
に対応して、高精度に均一化される。
【0035】次に、パルサリング8の前記加硫成型接着
を説明する。
【0036】まず、内輪51を金型の一部とし、この内
輪51の外周面に対して不図示の金型をあてがう。この
金型には、その内径側の面に周溝511に対向する凹部
を設ける。そして、内輪51の周溝511と金型の凹部
とで囲まれた円筒状の空間に硫黄等で加硫したゴム材を
注入して内輪51の周溝511にパルサリング8を成型
接着する。この加硫したゴム材には磁性粉が分散混入さ
れている。このとき、パルサリング8は、内輪51の周
溝511から金型の内周面に設けた凹部の分だけ突出し
た状態に接着されている。
【0037】加硫成型接着が完了すると、金型を内輪5
1から取り外し、次いでパルサリング8の外周面に着磁
する。この着磁の形態は内輪51の内周面または外周面
を基準として行う。この場合、内輪51の内周面または
外周面をチャックして、所定ピッチごとにS極とN極と
をパルサリング8に形成する。
【0038】上記実施形態においては、ハブホイール4
と内輪51とが回転輪とされ、外輪52が固定輪とされ
る。
【0039】上記実施形態において、ハブホイール6の
回転に伴いパルサリング8が回転すると、パルサリング
8のN極とS極とが順次交互に磁気センサ7の検出面7
1に対向することになる。これによって、磁気センサ7
から交流波形の出力電圧が出力され、この出力電圧がリ
ード線73を介して磁気センサ7に接続されている車両
搭載回路、例えばアンチロックブレーキシステムの制御
回路(図示省略)などでパルス波形に処理される。
【0040】ところで、パルサリング8は、内輪51の
研磨された高精度な真円度を持つ肩部外周面の周溝51
1に直接接着されているので、パルサリング8が内輪5
1の面に倣わされて、その中心が内輪51の回転軸心と
高精度に一致することになる。
【0041】したがって、ハブホイール6の回転に伴な
って、パルサリング8が回転した際に発生していた磁気
センサ7の出力電圧に高低差が生じるといった状態を防
止することができる。つまり、図9を参照して説明した
磁気センサ7の出力電圧波形において、期間T1,T
2,T3…において、従来では例えば期間T2のように
実線で示すように他の期間と比較して高低差のある出力
電圧波形が存在していたのが、本実施形態では、期間T
2においては一点鎖線で示すように他の期間と比較して
高低差が一致する出力電圧波形となり、結局、その出力
電圧をパルス波形に変換するときのパルス幅およびパル
ス周期は回転検出状態に正確に一致したものとなる。
【0042】また、本実施形態では、従来例のようにパ
ルサリング8を、環体を介して間接的に内輪51に取り
付けるのではなく、内輪51の研磨された周面に対して
直接接着するので、環体それ自体の製作誤差や環体の圧
入による取り付け誤差がなくなる。これにより、従来例
で説明したような基準の出力電圧波形に対するパルス幅
やパルス周期のずれが生じるのをより確実に防止できる
ようになるから、回転検出精度も一層向上するようにな
る。
【0043】また、環体を使用しないから部品点数およ
び環体の圧入工程を削減でき、これによって、製造コス
トを大幅に低減することができる。
【0044】また、パルサリング8は、内輪51の研磨
された周面に設けた周溝511に対して埋め込まれて直
接接着される形態であるから、高精度な回転検出を行う
うえで重要なパルサリング8との磁気センサ7との対向
位置関係を容易にかつ常に正確に定めることができる。
【0045】さらに、内輪51の回転中心とパルサリン
グ8の中心は一致するので、内輪51の内周面または外
周面を基準とすることができる。これによって、内輪5
1の内周面または外周面をチャックして、パルサリング
8にS極、N極を正確なピッチでもって周方向交互に形
成してより回転検出精度を向上させることができるよう
になる。
【0046】なお、本発明は、上記実施形態のみに限定
されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【0047】(1)上記実施形態では、パルサリング8
を内輪51の肩部外周面に接着した例を挙げているが、
例えば図3に示される実施形態のように、パルサリング
8は、内輪51の一端面に接着されてもよい。この実施
形態では、内輪51の車両インナー側の研磨された端面
に周溝512が設けられ、この周溝512にパルサリン
グ8が接着される。また、磁気センサ7は、その検知面
71がパルサリング8と軸方向で対向するように外輪5
2に設けられた開口部56に挿通されて取り付けられて
いる。
【0048】また、例えば図4に示される実施形態のよ
うに、パルサリング8は、車軸2に接着されてもよい。
この実施形態では、研磨された高精度な真円度を持つ車
軸2の外周面に周溝21が設けられ、この周溝21にパ
ルサリング8が接着される。また、磁気センサ7は、そ
の検知面71がパルサリング8と径方向で対向するよう
に外輪52に設けられた開口部56に挿通されて取り付
けられている。
【0049】(2)上記実施形態以外の転がり軸受装
置、例えば図5に示される車軸用の転がり軸受装置に本
発明を適用した場合について説明する。
【0050】12は、ハブホイール、13は、等速ジョ
イント、14は、複列転がり軸受、15は、密封装置を
示す。
【0051】ハブホイール12は、中空穴12aを有す
るとともに、その外周面に車輪などの取り付けのために
径方向外向きのフランジ12bを有する。
【0052】等速ジョイント13は、外輪13aを有
し、この外輪13aは、不図示の駆動軸の傾動要素が収
納される椀型筒部13bとこれの小径側に連成された軸
部(外輪軸部)13cとを有する。ハブホイール12の
中空穴12aに等速ジョイント13の外輪軸部13cが
スプライン結合により周方向回り止め状態で嵌入されて
いる。
【0053】複列転がり軸受14は、ハブホイール12
の外周面と等速ジョイント13の外輪13aの外周面と
にまたがって外嵌装着されており、軸方向2列の転動体
14aと、軸方向2列の軌道溝を有する単一の外輪14
bと、軸方向2つの保持器14cを有する。そして、こ
の複列転がり軸受14は、内輪が無く、その代わりに一
方の内輪の軌道面がハブホイール12の外周面で、ま
た、他方の内輪の軌道面が等速ジョイント13の外輪1
3aの外周面で兼用されている。
【0054】このような転がり軸受装置において、複列
転がり軸受14の外輪14bの車両インナー側端部が車
両インナー側に延ばされ、また、等速ジョイント13の
外輪13aの外周面には、複列転がり軸受14の外輪1
4bの車両インナー側端部に対して径方向で対向する対
向面が設けられている。
【0055】そして、図5の実施形態における回転検出
装置6は、複列転がり軸受14の外輪14bの車両イン
ナー側端部に外径側から磁気センサ7が貫通する状態で
取り付けられる一方、磁気センサ7の検知面71に対し
て径方向に対向するように、かつ、研磨された高精度な
真円度を持つ等速ジョイント13の外輪13aの外周面
の周溝13dにパルサリング8が直接接着されている。
【0056】なお、複列転がり軸受14の外輪14b
は、磁気センサ7が取り付けられる固定輪側となり、ま
た、等速ジョイント13の外輪13aは、パルサリング
8が取り付けられる回転輪側となる。
【0057】したがって、図5で示される転がり軸受装
置においても、それに備える回転検出装置は、上述の実
施形態のそれと同様の作用および効果を有する。
【0058】(3)図1ないし図5に示される実施形態
の場合、パルサリング8は内輪51の周溝511に埋め
込まれて接着されているが、内輪51に周溝511を設
けず、パルサリング8を円筒状とし、その円筒状のパル
サリング8を研磨された高精度の真円度を持つ内輪51
の外周面に直接接着してもよい。
【0059】(4)図1ないし図5に示される実施形態
の場合、パルサリング8の一部は内輪51の周溝511
からはみ出されているが、パルサリング8の一部を周溝
511からはみ出させずに周溝511の開口に面一とな
る状態にしてもよい。
【0060】(5)図1ないし図5に示される実施形態
の場合、回転検出装置6は転がり軸受装置1の車両イン
ナー側に設けた例を挙げているが、例えば、複列に設け
た玉53の間で内輪51にパルサリング8を設け、その
パルサリング8と対向するように磁気センサ7を外輪5
2に設けた構成、すなわち複列の玉53の間に回転検出
装置6を設けた構成でもよいし、また、回転検出装置6
を転がり軸受装置1の車両アウター側に設けた構成でも
よい。
【0061】(6)図1ないし図5に示される実施形態
の場合、内輪を回転輪とし、外輪を固定輪とした例を挙
げているが、例えば、内輪を固定輪として、外輪を回転
輪とするような転がり軸受装置にも本発明を適用でき
る。この場合、内輪に磁気センサ7を設けて、外輪の研
磨された内周面または一端面にパルサリング8を接着す
る。
【0062】(7)上記実施形態では、回転検出装置を
備えた転がり軸受装置を、自動車の駆動車軸用の転がり
軸受に使用した例を挙げているが、図示しないが周知の
従動車軸用の転がり軸受に使用することができる。その
他、具体例は挙げないが、要するに、本発明の転がり軸
受装置は、産業機械などの相対回転可能に同心配置され
る固定輪と回転輪の回転速度を検出する必要のある場所
に使用することができる。
【0063】
【発明の効果】以上のことから、本発明によれば、パル
サリングは、回転輪における研磨された高精度な真円度
を有する外周面に、直接、接着されているから、パルサ
リングは、その回転輪の外周面に倣わされるようにな
り、その結果、パルサリングはその中心を回転輪の回転
軸心に高精度で一致させられる。
【0064】また、従来例のような環体を使用しないで
パルサリングを直接回転輪に接着しているから、環体の
圧入時の誤差や環体自身の誤差を含まないために誤差を
減少させられる。
【0065】よって、回転輪の回転に伴ってパルサリン
グが回転した際に発生していた磁気センサの出力電圧に
高低差が生じるといった状態を防止され、基準電圧波形
に対するパルスの時間ずれが生じなくなるから、回転検
出精度が向上する。
【0066】また、従来例のような環体を使用しないの
で、部品点数を削減でき、環体の圧入工程を省くことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るハブユニットの縦断面
図である。
【図2】図1の要部の拡大断面図である。
【図3】本発明の他の実施形態に係るハブユニットの要
部の拡大断面図である。
【図4】本発明のさらに他の実施形態に係るハブユニッ
トの要部の拡大断面図である。
【図5】本発明のさらに他の実施形態に係るハブユニッ
トの縦断面図である。
【図6】従来のハブユニットの縦断面図である。
【図7】図6の環体と内輪の関係を示す拡大断面図であ
る。
【図8】図6の環体と内輪の関係を示す拡大断面図であ
る。
【図9】従来の回転検出装置における磁気センサの出力
電圧およびパルスの波形図である。
【符号の説明】
1 ハブユニット 2 車軸 4 ハブホイール 6 回転検出装置 7 磁気センサ 8 パルサリング 21 周溝 51 内輪 52 外輪 53 玉
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01P 3/487 G01P 3/487 F // B60T 8/00 B60T 8/00 A Fターム(参考) 2F077 AA47 AA49 JJ08 JJ21 NN04 NN24 PP12 VV01 VV11 VV31 VV33 3D046 BB11 BB28 HH36 3J101 AA02 AA32 AA43 AA54 AA62 AA72 BA77 FA44 GA03

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非回転とされる固定輪に複数の転動体を介
    して回転輪が同心状に配設され、かつ、前記回転輪側に
    設けられるパルサリングと、前記固定輪側に取り付けら
    れて前記パルサリングに対向させられる磁気センサとか
    らなる回転検出装置を有する転がり軸受装置であって、 前記パルサリングが、磁性粉を混入したゴム材をベース
    として、その周方向交互に互いに異なる磁極を着磁して
    なる着磁ゴムからなり、 このパルサリングが、前記回転輪において研磨された周
    面または端面に対して直接的に接着されていることを特
    徴とする転がり軸受装置。
  2. 【請求項2】請求項1の転がり軸受装置において、 前記回転輪が、前記固定輪の内周に配設されるものであ
    ることを特徴とする転がり軸受装置。
  3. 【請求項3】請求項2の転がり軸受装置において、 前記パルサリングの接着対象となる周面が、前記回転輪
    の肩部外周面とされることを特徴とする転がり軸受装
    置。
  4. 【請求項4】請求項1の転がり軸受装置において、 前記回転輪が、前記固定輪の外周に配設されるものであ
    ることを特徴とする転がり軸受装置。
  5. 【請求項5】請求項4の転がり軸受装置において、 前記パルサリングの接着対象となる周面が、前記回転輪
    の肩部内周面とされることを特徴とする転がり軸受装
    置。
  6. 【請求項6】請求項2または4の転がり軸受装置におい
    て、 前記パルサリングの接着対象となる周面が、前記回転輪
    の一端面であることを特徴とする転がり軸受装置。
  7. 【請求項7】請求項1ないし6のいずれかの転がり軸受
    装置において、 前記回転輪におけるパルサリングの接着領域に、周方向
    に連続する周溝が設けられており、この周溝に対して前
    記パルサリングが埋め込まれていることを特徴とする転
    がり軸受装置。
  8. 【請求項8】請求項1ないし7のいずれかの転がり軸受
    装置において、 前記パルサリングが、前記回転輪に対して接着された後
    で着磁されるものであることを特徴とする転がり軸受装
    置。
  9. 【請求項9】請求項1ないし8のいずれかの転がり軸受
    装置において、 前記パルサリングにおける前記回転輪の周面に対する接
    着が、加硫成型接着であることを特徴とする転がり軸受
    装置。
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