JP2006105341A

JP2006105341A - 二輪車専用車速センサ一体ホイル用軸受。

Info

Publication number: JP2006105341A
Application number: JP2004295587A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Itakura; 弘明板倉; Minoru Takarada; 実宝田; Yasumitsu Ishikawa; 恭光石川
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2004-10-08
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2006-04-20

Abstract

【課題】部品点数・組立工数の低減および車速センサの小型化が可能で、極低速での車速検知も正確に行うことができる二輪車専用車速センサ一体ホイル用軸受を提供する。
【解決手段】自動二輪車または原動機付き自転車のホイルを車軸に対して支持するホイル用軸受であって、転がり軸受２１に、アクティブタイプの車速センサ６を一体化する。この車速センサ６は、外輪２の内径面に取付けられた磁気エンコーダ７と、内輪１の外径面に取付けられた磁気センサ８とでなる。磁気エンコーダ７は、インデックス着磁されたものである。磁気センサ８に、ホール素子や磁気抵抗素子等を用いたアクティブタイプのものを用いる。
【選択図】図２

Description

この発明は、自動二輪車や原動機付き自転車などの二輪車に用いられる二輪車専用車速センサ一体ホイル用軸受に関する。

自動二輪車に車速センサを取付けた構造の従来例として、図７に分解斜視図で示すように、車軸３０の上に車速センサ３１を取付けたものが知られている。この場合の車速センサ３１は、磁石と磁気センサとを車軸３０上で一体化したもの、あるいは歯車状に打ち抜き加工した鋼板製のパルサリングと磁気センサとを車軸３０上で一体化したものである。また、磁気センサがコイル巻線などからなるパッシブタイプのものである。
なお、汎用の転がり軸受においては、軸受に回転センサを設けたものが提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２００２−２９５４６５号公報

しかし、上記した従来例では、車速センサ３１とホイル軸受３２，３３とが別体となって車軸上に取付けられている。そのため、部品点数・組立工数が増大してコスト増を招くうえ、車速センサ取付部の機構が大型化し、小排気量の自動二輪車などへの適用を困難にしている。また、車速センサ３１をパッシブタイプとしているので、極低速での車速検知が困難である。
また、従来の磁石を被検出部とした車速センサは、分解能が低く、これによっても極低速での車速検知が困難である。鋼板製のパルサーリングは、ある程度は分解能を上げることもできるが、十分ではなく、また歯車形状にプレス加工により大量生産されるため、パルス数を容易に変更することができない。二輪車には、排気量や用途等が種々異なる多数の車種があり、これら排気量や用途によって、要求される分解能等の速度検出精度、コスト等が異なる。分解能を上げるには、磁気センサ側に高精度のものが必要となり、コスト高になる。

この発明の目的は、部品点数・組立工数の低減および車速センサの小型化が可能で、極低速での車速検知も正確に行うことができる二輪車専用車速センサ一体ホイル用軸受を提供することである。

この発明の二輪車用車速センサ一体ホイル用軸受は、自動二輪車または原動機付き自転車のホイルを車軸に対して支持するホイル用軸受であって、転がり軸受に、アクティブタイプの車速センサを一体化したことを特徴とする。なお、上記アクティブタイプの車速センサは、動作電力を供給された状態で検出動作を行うタイプの車速センサである。
この構成によると、軸受に車速センサを一体化したため、車速センサを軸受と別体とした構成のものに比べて、部品点数および組立工数を削減できてコスト低減できる。また、上記一体化により、車速センサおよび軸受を合わせたものを小型化でき、小排気量の自動二輪車への搭載も可能となる。また、車速センサをアクティブタイプとしているので、極低速での車速検知も正確に行うことができる。
なお、車速センサの回転検出出力は、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）の制御信号として利用することもでき、その場合、ＡＢＳ用の回転センサは不要となる。

この発明において、前記アクティブタイプの車速センサは、外輪に取付けられた磁気エンコーダと、内輪に取付けられた磁気センサとでなるものであっても良い。磁気エンコーダと磁気センサとでなる車速センサであると、小型で感度や精度に優れた回転検出，車速検出が行える。
前記磁気エンコーダは、インデックス着磁されたものであっても良い。インデックス着磁によると、磁気エンコーダの１回転毎に検出される検出信号のパルス数を、着磁工程におけるプログラムで容易に変更できる。そのため、二輪車の排気量，車種等に応じた適切な車速検出精度、コスト等のものが容易に製作できる。

この発明において、前記磁気エンコーダは外輪の内径面に取付け、前記磁気センサは内輪の外径面に取付けても良い。この構成の場合、軸受内に車速センサをコンパクトに収容できる。また、車速センサが軸受の外部に露出しないので、干渉等の問題がなく、車軸または車輪等に対する組立性にも優れる。

この発明の二輪車用車速センサ一体ホイル用軸受は、自動二輪車または原動機付き自転車のホイルを車軸に対して支持するホイル用軸受であって、転がり軸受に、アクティブタイプの車速センサを一体化したものであるため、部品点数・組立工数の低減、これらによるコストの削減、および車速センサの小型化が可能で、また極低速での車速検知も正確に行うことができる。

この発明の第１の実施形態を図１ないし図３と共に説明する。図１は、この実施形態の二輪車用車速センサ一体ホイル用軸受を備えた自動二輪車におけるホイルの断面図である。このホイル１７は前輪であって、そのハブ１７ａの軸挿通孔１８に、一対のフロントフォーク１９間に設けられた車軸２０が挿通される。ハブ１７ａと車軸２０の間には、左右一対の転がり軸受２１，２２が介在し、これら転がり軸受２１，２２により、ホイル１７が車軸２０に対して回転自在に支持されている。前記フロントフォーク１９に取付けられたキャリパ２４と、ホイル１７に固定されてホイル１７と一体回転するブレーキディスク２５とにより、ディスクブレーキ２３が構成されている。
前記一対の転がり軸受２１，２２のうち、一方の転がり軸受２１（図１において左側の軸受）に、この実施形態の車速センサ一体ホイル用軸受が用いられている。

この車速センサ一体ホイル用軸受である転がり軸受２１は、図２に示すように、内輪１と外輪２の対向する軌道面間に複数のボール３を介在させた外輪回転型の玉軸受であり、各ボール３は保持器４で保持されている。この転がり軸受２１における回転側軌道輪である外輪２に磁気エンコーダ７が取付けられ、固定側軌道輪である内輪１に磁気センサ８が取付けられる。これら磁気エンコーダ７と磁気センサ８とで車速センサ６が構成される。この車速センサ６は、磁気センサ８が、動作電力を給電した状態で検出動作を行うアクティブタイプのセンサである。

内輪１および外輪２は、ボール３の配列中心である軌道面の幅中心に対して片方（図２では右側）が幅広に形成されていて、その幅の拡がり部分に、次のように上記車速センサ６が内蔵されている。内外輪１，２の他側部における両輪間の空間は、外輪２に設けられる接触式のシール部材５によってシールされている。

回転側軌道輪である外輪２は、その幅拡げ部の内径面に、内外輪１，２間の径方向隙間を拡げた隙間拡げ凹部２ａを有する。外輪２に取付けられた磁気エンコーダ７は、図４に一部を正面図で示すように、リング状の芯金９の内周面に磁性体リング１０を固着してなる環体であって、外輪２の一端部の前記隙間拡げ凹部２ａに圧入嵌合して固定される。磁性体リング１０は、周方向にＮ極およびＳ極を所定のピッチで交互に着磁させたものとされている。磁性体リング１０は、例えばゴム材料に磁性体粉を混入した複合材料のゴム磁石とされ、芯金９に加硫接着される。ゴム磁石の他に、焼結磁石やプラスチック磁石等であっても良い。磁性体リング１０の着磁は、インデックス着磁等とされる。なお、磁性体リング１０は、周方向の１箇所に所定の磁極を着磁させただけのものであっても、またフェライト磁石等からなるものであっても良い。

固定側軌道輪である内輪１は、その幅拡げ部における外輪２の隙間拡げ凹部２ａと対向する外径面に、内外輪１，２間の隙間を拡げた隙間拡げ凹部１ａを有する。内輪１に取付けられた磁気センサ８は、上記のように駆動電力が給電されることにより検出動作を行うアクティブタイプのセンサであり、例えばホール素子、ホールＩＣ、ＭＲセンサ等からなる。磁気センサ８は、リング状の芯金１１を介して内輪１の一端部の前記隙間拡げ凹部１ａに、前記磁気エンコーダ７と径方向に対向するように圧入嵌合して固定される。具体的には、前記芯金１１の外周面には環状の樹脂製センサハウジング１２が固定され、このセンサハウジング１２の周方向の一部に磁気センサ８と共に、磁気センサ８の検出信号を処理する回路基板１３が配置され、これら磁気センサ８と回路基板１３が樹脂モールドによりセンサハウジング１２に固定されている。
回路基板１３から引き出されたケーブル１４は、図１のフロントフォーク１９に沿って配線されて計器盤（図示せず）に接続される。このケーブル１４を介して車速検知信号が計器盤に送信されると共に、計器盤側から回路基板１３へ電源供給が行われる。

この構成の車速センサ一体ホイル用軸受である転がり軸受２１によると、ホイル１７が回転すると、これと一体に回転する外輪２に取付けられた磁気エンコーダ７が回転する。この磁気エンコーダ７の回転による磁界の変化を、内輪１に取り付けられた磁気センサ８が検出し、その検出信号が回路基板１３で処理されることにより、車速が検知される。検知された車速は計器盤で表示される。

このように、この車速センサ一体ホイル用軸受である転がり軸受２１は、転がり軸受２１に車速センサ６を一体化したため、車速センサを軸受と別体とした構成のものに比べて、組立工数が削減され、かつ部品点数が削減されてコスト低減が図れる。また、この一体化により、軸受および車速センサを合わせたものが小型化され、小排気量の自動二輪車への搭載も可能となる。また、車速センサ６をアクティブタイプとしているので、極低速での車速検知も正確に行うことができる。なお、車速センサ６の回転検出出力は、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）の制御信号として利用することもでき、その場合、ＡＢＳ用の回転センサは不要となる。

また、この実施形態では車速センサ６の被検出部を磁気エンコーダ７としているため、小型で感度および精度の良い車速センサ６とできる。磁気エンコーダ７はインデックス着磁されたものとしているので、磁気エンコーダ７の１回転毎に検出される検出信号のパルス数を、着磁工程におけるプログラムで容易に変更できる。そのため、二輪車の排気量，車種等に応じた適切な車速検出精度、コスト等のものが容易に製作できる。

さらに、この実施形態では、磁気エンコーダ７を外輪２の内径面に取付け、磁気センサ８を内輪１の外径面に取付けることで、転がり軸受２１内に車速センサ６を収めているため、全体がコンパクトになり、また車速センサ６が転がり軸受２１の外部に露出しないので、干渉等の問題がなく、車軸２０やホイル１７等に対する組立性にも優れる。また、内輪１の外径面および外輪２の内径面に隙間拡げ凹部１ａ，２ａを設け、これらの隙間拡げ凹部１ａ，２ａに磁気センサ８および磁気エンコーダ７を取付けているので、内外径の定まった軸受２１に対してできるだけ大きな車速センサ６を内蔵することができる。

図５は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態は、車速センサ６Ａが、内外輪１，２の幅から突出するように、転がり軸受２１Ａと一体化されたものである。磁気エンコーダ７は、その円筒状の芯金９Ａの一端を外輪２の内径面に嵌合させて外輪２に取付けてある。磁気センサ８は、円筒状の芯金１１Ａおよびセンサハウジング１２に回路基板１３と共に樹脂モールドによって取付けてあり、芯金１１Ａの一端を内輪１の外径面に嵌合させることで、内輪１に取付けられている。磁気センサ８には、上記実施形態と同様にアクティブタイプのものを用いている。転がり軸受２１における内外輪１，２は、軌道面の幅中心に対して左右対称の幅寸法のものとされている。その他の構成は、図２に示す第１の実施形態と同様である。

このように、車速センサ６Ａを転がり軸受２１Ａから突出するように取付けた場合も、車速センサ６Ａと転がり軸受２１Ａの一体化による部品点数・組立工数の低減および全体の小型化が可能である。また、車速センサ６Ａにアクティブタイプのものを用いることで、極低速での車速検知も正確に行うことができる。

なお、上記各実施形態は、いずれも外輪回転型の転がり軸受に適用した場合につき説明したが、この二輪車専用車速センサ一体ホイル用軸受を使用する二輪車が、内輪回転で軸受を使用する形式のものである場合には、例えば、図６に示すように、内輪回転型の二輪車専用車速センサ一体ホイル用軸受としても良い。その場合、回転側軌道輪となる内輪１に磁気エンコーダ７を取付け、固定側軌道輪となる外輪２に磁気センサ８を取付ける。同図の例は、内外が逆になる他は、図５の例と同様であるため、対応部分に同一符号を付してその説明を省略する。
図２の車速センサ内蔵型のものにおいても、内輪回転型とする場合は、上記と同様に回転側軌道輪となる内輪１に磁気エンコーダ７を取付け、固定側軌道輪となる外輪２に磁気センサ８を取付ける。

この発明の一実施形態である車速センサ一体ホイル用軸受を備えた自動二輪車のホイールを示す断面図である。同車速センサ一体ホイル用軸受の断面図である。同車速センサ一体ホイル用軸受の正面図である。同車速センサ一体ホイル用軸受における磁気エンコーダの部分正面図である。この発明の他の実施形態にかかる同車速センサ一体ホイル用軸受の断面図である。この発明のさらに他の実施形態にかかる同車速センサ一体ホイル用軸受の断面図である。自動二輪車の車速センサ付ホイールの従来例の分解斜視図である。

符号の説明

１…内輪
２…外輪
１ａ，２ａ…隙間拡げ凹部
３…ボール
４…保持器
５…シール部材
６，６Ａ…車速センサ
７…磁気エンコーダ
８…磁気センサ
９，９Ａ…芯金
１０…磁性体リング
１１，１１Ａ…芯金
１２…センサハウジング
１３…回路基板
１４…ケーブル
１７…ホイル
１７ａ…ハブ
１８…軸挿通孔
１９…フロントフォーク
２０…車軸
２１，２１Ａ，２２…転がり軸受
２３…ディスクブレーキ
２４…キャリパ
２５…ブレーキディスク
３０…車軸
３１…車速センサ
３２，３３…ホイル軸受

Claims

自動二輪車または原動機付き自転車のホイルを車軸に対して支持するホイル用軸受であって、転がり軸受に、アクティブタイプの車速センサを一体化したことを特徴とする二輪車専用車速センサ一体ホイル用軸受。
前記アクティブタイプの車速センサは、外輪に取付けられた磁気エンコーダと、内輪に取付けられた磁気センサとでなる二輪車専用車速センサ一体ホイル用軸受。
請求項２において、前記磁気エンコーダは、インデックス着磁されたものである二輪車専用車速センサ一体ホイル用軸受。
請求項２または請求項３において、前記磁気エンコーダは外輪の内径面に取付け、前記磁気センサは内輪の外径面に取付けた二輪車専用車速センサ一体ホイル用軸受。