JP2007205410A - 回転速度検出装置付き車輪用軸受装置 - Google Patents

回転速度検出装置付き車輪用軸受装置 Download PDF

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Kazunari Yamamoto
一成 山本
Yuushiro Ono
祐志郎 小野
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Abstract

【課題】長期間に亘って回転速度センサの固定部の密封性を維持し、車輪の回転速度検出の信頼性を向上させた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】外方部材5のセンサ取付部15にタップ孔17とセンサ挿入孔11が形成され、回転速度センサ10が、挿入部10aと、センサ取付部15に着座し、側方に取付片16が延設された非挿入部10bを有し、センサ挿入孔11に弾性リング14を介して挿入部10aが挿入されると共に、取付片16にボルト挿通孔16aが形成され、これに挿通したボルトをタップ孔17に螺合することにより、回転速度センサ10が外方部材5に固定された回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、非挿入部10bが合成樹脂で形成されると共に、センサ取付部15が平坦面に形成され、この表面に先端部が尖塔形状に形成された微小な凹凸面15aが形成されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承すると共に、この車輪の回転速度を検出する回転速度検出装置が内蔵された回転速度検出装置付き車輪用軸受装置に関するものである。
自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承すると共に、アンチロックブレーキシステム(ABS)を制御するため、車輪の回転速度を検出する回転速度検出装置が内蔵された回転速度検出装置付き車輪用軸受装置が一般的に知られている。中でも、回転速度センサとパルサリングとのエアギャップ調整作業の煩雑さを解消すると共に、よりコンパクト化を狙って、最近では、回転速度センサをも軸受に内蔵した回転速度検出装置付き車輪用軸受装置が提案されている。
このような回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の一例として図4(a)に示すような構造が知られている。この回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は、図示しない懸架装置に支持固定され、固定部材となる外方部材51と、この外方部材51に複列の円錐ころ53、53を介して内挿された内方部材52とを有している。
外方部材51は、外周に車体取付フランジ51bを一体に有し、内周には複列の外側転走面51a、51aが形成されている。一方、内方部材52は、ハブ輪(図示せず)に圧入され、前記外方部材51の外側転走面51a、51aに対向する内側転走面54aが外周に形成された一対の内輪54、54からなる。そして、複列の円錐ころ53、53が両転走面間にそれぞれ収容され、保持器55、55によって転動自在に保持されている。また、外方部材51の端部にはシール56、56が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。
回転速度センサ57は、軸心に対して傾斜した状態で外方部材51に固定されると共に、この回転速度センサ57に所定のエアギャップを介してパルサリング58が内輪54に外嵌されている。ここで、回転速度センサ57は、外方部材51に貫通して形成されたセンサ挿入孔59に挿入される挿入部57aと、外方部材51の外部に位置する非挿入部57bとを有し、非挿入部57bは外方部材51の取付面60に着座する形状とされている。
非挿入部57bは、図4(b)に示すように、側方に延びる取付片61を有し、この取付片61にボルト挿通孔61aが形成されている。このボルト挿通孔61aに対応して、外方部材51の取付面60にタップ孔60aが形成されている。そして、ボルト挿通孔61aに挿通されたボルト62をタップ孔60aに螺合させることにより、回転速度センサ57が外方部材51に固定される。
回転速度センサ57の検出面57cは、内方部材52の軸心に対して平行な面とされると共に、内輪54に外嵌されたパルサリング58の外径面である被検出面58aも、内方部材52の軸心に対して平行な面とされている。これにより、回転速度センサ57の検出面57cとパルサリング58の被検出面58aとの間のエアギャップが軸方向に均一となり、パルサリング58を軸方向に位置決めする構造上の工夫を要することなく、エアギャップを一定に設定することができ、組立作業を簡便化することができる。
特開2002−206556号公報
こうした従来の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、センサ挿入孔59は、当然のことながら、回転速度センサ57の挿入部57aよりも大径に形成され、このセンサ挿入孔59に挿入部57aが挿入されると共に、このセンサ挿入孔59から雨水やダスト等の異物が軸受内部に侵入するのを防止するために、挿入部57aにはOリング63が装着されている。このOリング63は、密封性と圧縮割れの観点から10〜40%程度の圧縮永久歪を付与した状態で介装されている。然しながら、図4(c)に模式的に示すように、ボルト挿通孔61aに挿通されたボルト62をタップ孔60aに螺合させる際、取付面60に対して、回転速度センサ57がボルト62を支点にボルト回転方向にずれ、センサ挿入孔59と挿入部57aとが偏心する恐れがある。この挿入部57aが偏心することにより、Oリング63の片側の圧縮永久歪が減少し、密封性が低下することになって信頼性が損なわれる恐れがあった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、長期間に亘って回転速度センサの固定部の密封性を維持し、車輪の回転速度検出の信頼性を向上させた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置を提供することを目的としている。
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項1記載の発明は、外周にナックルに取り付けるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材および前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材の複列の外側転走面間に装着された回転速度センサと、この回転速度センサに所定の径方向すきまを介して対峙し、前記内方部材に外嵌されたパルサリングとを備え、前記外方部材の外周に前記回転速度センサが固定されるセンサ取付部にタップ孔と、径方向に貫通するセンサ挿入孔とが形成され、前記回転速度センサが、軸状の挿入部と、前記外方部材の外部に位置して前記センサ取付部に着座し、側方に取付片が延設された非挿入部とを有し、前記センサ挿入孔に弾性リングを介して前記挿入部が挿入されると共に、前記取付片にボルト挿通孔が形成され、このボルト挿通孔に挿通したボルトを前記タップ孔に螺合することにより、前記回転速度センサが前記外方部材に固定された回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、前記外方部材のセンサ取付部が平坦面に形成され、この表面に微小な凹凸面が形成されている。
このように、外方部材の複列の外側転走面間に装着された回転速度センサと、この回転速度センサに所定の径方向すきまを介して対峙し、内方部材に外嵌されたパルサリングとを備え、外方部材の外周に回転速度センサが固定されるセンサ取付部にタップ孔と、径方向に貫通するセンサ挿入孔とが形成され、回転速度センサが、軸状の挿入部と、外方部材の外部に位置してセンサ取付部に着座し、側方に取付片が延設された非挿入部とを有し、センサ挿入孔に弾性リングを介して挿入部が挿入されると共に、取付片にボルト挿通孔が形成され、このボルト挿通孔に挿通したボルトをタップ孔に螺合することにより、回転速度センサが外方部材に固定された回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、外方部材のセンサ取付部が平坦面に形成され、この表面に微小な凹凸面が形成されているので、回転速度センサとセンサ取付部との摩擦係数を高め、ボルト挿通孔に挿通されたボルトをタップ孔に螺合させる際、センサ取付部に対して、回転速度センサがボルトを支点にボルト回転方向にずれるのを防止することができる。したがって、センサ挿入孔に対して回転速度センサの挿入部が偏心するのを防止し、弾性リングによって、長期間に亘って回転速度センサの取付部の密封性を維持し、車輪の回転速度検出の信頼性を向上させた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置を提供することができる。
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記回転速度センサの非挿入部が合成樹脂から射出成形によって形成されていれば、凹凸面を容易に食い込ませることができ、固定力を高めることができる。
さらに好ましくは、請求項3に記載の発明のように、前記凹凸面の凸部の先端部が尖塔形状に形成されていれば、良好な食い込み性を確保することができ、ボルトをタップ孔に螺合させる際、回転速度センサの回転を確実に阻止することができる。
また、請求項4に記載の発明のように、前記センサ取付部に肩部が形成されていれば、ボルト挿通孔に挿通されたボルトをタップ孔に螺合させる際、センサ取付部に対して、回転速度センサがボルト回転方向にずれるのを確実に防止することができる。
また、請求項5に記載の発明のように、前記ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成されていれば、軽量・コンパクト化を図ることができる。
本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は、外周にナックルに取り付けるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材および前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材の複列の外側転走面間に装着された回転速度センサと、この回転速度センサに所定の径方向すきまを介して対峙し、前記内方部材に外嵌されたパルサリングとを備え、前記外方部材の外周に前記回転速度センサが固定されるセンサ取付部にタップ孔と、径方向に貫通するセンサ挿入孔とが形成され、前記回転速度センサが、軸状の挿入部と、前記外方部材の外部に位置して前記センサ取付部に着座し、側方に取付片が延設された非挿入部とを有し、前記センサ挿入孔に弾性リングを介して前記挿入部が挿入されると共に、前記取付片にボルト挿通孔が形成され、このボルト挿通孔に挿通したボルトを前記タップ孔に螺合することにより、前記回転速度センサが前記外方部材に固定された回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、前記外方部材のセンサ取付部が平坦面に形成され、この表面に微小な凹凸面が形成されているので、回転速度センサとセンサ取付部との摩擦係数を高め、ボルト挿通孔に挿通されたボルトをタップ孔に螺合させる際、センサ取付部に対して、回転速度センサがボルトを支点にボルト回転方向にずれるのを防止することができる。したがって、センサ挿入孔に対して回転速度センサの挿入部が偏心するのを防止し、弾性リングによって、長期間に亘って回転速度センサの取付部の密封性を維持し、車輪の回転速度検出の信頼性を向上させた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置を提供することができる。
外周にナックルに取り付けるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材および前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材の複列の外側転走面間に装着された回転速度センサと、この回転速度センサに所定の径方向すきまを介して対峙し、前記内方部材に外嵌されたパルサリングとを備え、前記外方部材の外周に前記回転速度センサが固定されるセンサ取付部にタップ孔と、径方向に貫通するセンサ挿入孔とが形成され、前記回転速度センサが、軸状の挿入部と、前記外方部材の外部に位置して前記センサ取付部に着座し、側方に取付片が延設された非挿入部とを有し、前記センサ挿入孔に弾性リングを介して前記挿入部が挿入されると共に、前記取付片にボルト挿通孔が形成され、このボルト挿通孔に挿通したボルトを前記タップ孔に螺合することにより、前記回転速度センサが前記外方部材に固定された回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、前記回転速度センサの非挿入部が合成樹脂から射出成形によって形成されると共に、前記外方部材のセンサ取付部が平坦面に形成され、この表面にその凸部の先端部が尖塔形状に形成された微小な凹凸面が形成されている。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図、図2は、図1の回転速度センサを示す一部断面をした正面図、図3(a)は、図1のIII−III線矢視図、(b)は、(a)のB−B線に沿った断面図、(c)は、(a)のC−C線に沿った断面図である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウター側(図面左側)、中央寄り側をインナー側(図面右側)という。
この回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は駆動輪用の第3世代と称され、ハブ輪1と内輪2とからなる内方部材3と、この内方部材3に複列の転動体(ボール)4、4を介して外挿された外方部材5とを備えている。
ハブ輪1は、アウター側の端部に車輪(図示せず)を取り付けるための車輪取付フランジ6を一体に有し、この車輪取付フランジ6の円周等配位置にハブボルト6aが植設されている。また、外周には一方(アウター側)の内側転走面1aと、この内側転走面1aから軸方向に延びる円筒状の小径段部1bが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション(またはスプライン)1cが形成されている。小径段部1bには外周に他方(インナー側)の内側転走面2aが形成された内輪2が所定のシメシロを介して圧入されている。さらに、小径段部1bの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部1dによって、所定の予圧が付与された状態で、ハブ輪1に対して内輪2が軸方向に固定されている。
外方部材5は、S53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中炭素鋼からなり、外周に懸架装置を構成するナックル(図示せず)に取り付けるための車体取付フランジ5bを一体に有し、内周に前記複列の内側転走面1a、2aに対向する複列の外側転走面5a、5aが一体に形成されている。これら外側転走面5a、5aは高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。そして、この外方部材5の外側転走面5a、5aと、これらに対向する複列の内側転走面1a、2a間には複列の転動体4、4がそれぞれ収容され、保持器7、7によって転動自在に保持されている。また、外方部材5の端部にはシール8、9が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。
ハブ輪1は、S53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中炭素鋼からなり、アウター側のシール8が摺接するシールランド部から内側転走面1aおよび小径段部1bに亙って高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。これにより、車輪取付フランジ6の基部となるシールランド部は耐摩耗性が向上するばかりでなく、車輪取付フランジ6に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、ハブ輪1の耐久性が一層向上する。一方、内輪2は、SUJ2等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで58〜64HRCの範囲で硬化処理されている。
ここで、回転速度センサ10は、外方部材5の複列の外側転走面5a、5a間に、径方向に貫通して形成されたセンサ挿入孔11に挿入されている。一方、この回転速度センサ10に所定の径方向すきま(エアギャップ)を介してパルサリング12がハブ輪1の外周に固定されている。なお、本実施形態では、パルサリング12を平歯車状の形状としているが、これに限らず、図示はしないが、パルサリングを、円周上交互に磁界の方向が変化するように、磁極N、Sが着磁された磁気エンコーダとしても良い。
回転速度センサ10は、ホール素子、磁気抵抗素子(MR素子)等、磁束の流れ方向に応じて特性を変化させる磁気検出素子と、この磁気検出素子の出力波形を整える波形成形回路が組み込まれたICとからなり、合成樹脂を射出成形によって一体にモールドされている。そして、図2に示すように、センサ挿入孔11に挿入される軸状の挿入部10aと、外方部材5の外部に位置する非挿入部10bとを有している。挿入部10aの外周には環状溝13が形成され、この環状溝13にOリング等からなる弾性リング14が装着されている。また、非挿入部10bは、外方部材5のセンサ取付部15に着座する形状に形成され、側方に延びる取付片16が設けられ、この取付片16にボルト挿通孔16aが形成されている。
一方、図3(a)〜(c)に示すように、外方部材5のセンサ取付部15には、センサ挿入孔11と、このセンサ挿入孔11の近傍に、前記ボルト挿通孔16aに対応して、タップ孔17が形成されている。そして、センサ挿入孔11に弾性リング14を介して挿入部10aが挿入されると共に、ボルト挿通孔16aに挿通したボルト(図示せず)をこのタップ孔17に螺合することにより、回転速度センサ10が外方部材5に固定される。
ここで、図3(a)に示すように、外方部材5のセンサ取付部15は、フライス加工により平坦面に形成され、その後、ローレット加工により表面に微小な凹凸面15aが形成されている。この微小な凹凸面15aにより、センサ取付部15と回転速度センサ10の非挿入部10bとの摩擦係数を高めることができる。また、この凹凸面15aの凸部は、その先端部が三角形状等の尖塔形状に形成されることにより、容易に非挿入部10bに食い込ませることができ、良好な食い込み性を確保することができ、回転速度センサ10のセンサ取付部15への固定力を高めることができる。さらに、図3(b)、(c)に示すように、センサ取付部15に肩部18が形成され、ボルト挿通孔16aに挿通されたボルトをタップ孔17に螺合させる際、センサ取付部15に対して、回転速度センサ10がボルトを支点にボルト回転方向にずれるのを防止することができる。したがって、センサ挿入孔11に対して、この回転速度センサ10のずれによって挿入部10aが偏心するのを防止し、弾性リング14によって長期間に亘って回転速度センサ10の取付部15の密封性を維持し、車輪の回転速度検出の信頼性を向上させた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置を提供することができる。
なお、ここでは、転動体4、4をボールとした複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず転動体に円すいころを使用した複列円すいころ軸受であっても良い。また、本実施形態では、第3世代と称される構造を例示したが、これに限らず、第1または第2世代構造であっても良い。
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は、内輪回転構造において、従動輪側、駆動輪側に拘わらず、回転速度検出装置が内蔵された車輪用軸受装置に適用できる。
本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図である。 同上、回転速度センサを示す一部断面した正面図である。 (a)は、図1のIII−III線矢視図である。 (b)は、(a)のB−B線に沿った断面図である。 (c)は、(a)のC−C線に沿った断面図である。 (a)は、従来の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置を示す縦断面図である。 (b)は、(a)の要部断面図である。 (c)は、回転速度センサの固定状態を示す模式図である。
符号の説明
1・・・・・・・・・・・・ハブ輪
1a、2a・・・・・・・・内側転走面
1b・・・・・・・・・・・小径段部
1c・・・・・・・・・・・セレーション
1d・・・・・・・・・・・加締部
2・・・・・・・・・・・・内輪
3・・・・・・・・・・・・内方部材
4・・・・・・・・・・・・転動体
5・・・・・・・・・・・・外方部材
5a・・・・・・・・・・・外側転走面
5b・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
6・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
6a・・・・・・・・・・・ハブボルト
7・・・・・・・・・・・・保持器
8、9・・・・・・・・・・シール
10・・・・・・・・・・・回転速度センサ
10a・・・・・・・・・・挿入部
10b・・・・・・・・・・非挿入部
11・・・・・・・・・・・センサ挿入孔
12・・・・・・・・・・・パルサリング
13・・・・・・・・・・・環状溝
14・・・・・・・・・・・弾性リング
15・・・・・・・・・・・センサ取付部
15a・・・・・・・・・・凹凸面
16・・・・・・・・・・・取付片
16a・・・・・・・・・・ボルト挿通孔
17・・・・・・・・・・・タップ孔
18・・・・・・・・・・・肩部
51・・・・・・・・・・・外方部材
51a・・・・・・・・・・外側転走面
51b・・・・・・・・・・車体取付フランジ
52・・・・・・・・・・・内方部材
53・・・・・・・・・・・円錐ころ
54・・・・・・・・・・・内輪
54a・・・・・・・・・・内側転走面
55・・・・・・・・・・・保持器
56・・・・・・・・・・・シール
57・・・・・・・・・・・回転速度センサ
57a・・・・・・・・・・挿入部
57b・・・・・・・・・・非挿入部
57c・・・・・・・・・・検出面
58・・・・・・・・・・・パルサリング
58a・・・・・・・・・・被検出面
59・・・・・・・・・・・センサ挿入孔
60・・・・・・・・・・・取付面
60a・・・・・・・・・・タップ孔
61・・・・・・・・・・・取付片
61a・・・・・・・・・・ボルト挿通孔
62・・・・・・・・・・・ボルト
63・・・・・・・・・・・Oリング

Claims (5)

  1. 外周にナックルに取り付けるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
    一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
    この内方部材および前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、
    前記外方部材の複列の外側転走面間に装着された回転速度センサと、
    この回転速度センサに所定の径方向すきまを介して対峙し、前記内方部材に外嵌されたパルサリングとを備え、
    前記外方部材の外周に前記回転速度センサが固定されるセンサ取付部にタップ孔と、径方向に貫通するセンサ挿入孔とが形成され、前記回転速度センサが、軸状の挿入部と、前記外方部材の外部に位置して前記センサ取付部に着座し、側方に取付片が延設された非挿入部とを有し、前記センサ挿入孔に弾性リングを介して前記挿入部が挿入されると共に、前記取付片にボルト挿通孔が形成され、このボルト挿通孔に挿通したボルトを前記タップ孔に螺合することにより、前記回転速度センサが前記外方部材に固定された回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、
    前記外方部材のセンサ取付部が平坦面に形成され、この表面に微小な凹凸面が形成されていることを特徴とする回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  2. 前記回転速度センサの非挿入部が合成樹脂から射出成形によって形成されている請求項1に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  3. 前記凹凸面の凸部の先端部が尖塔形状に形成されている請求項2に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  4. 前記センサ取付部に肩部が形成されている請求項1乃至3いずれかに記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  5. 前記ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成されている請求項1乃至4いずれかに記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010008329A (ja) * 2008-06-30 2010-01-14 Bosch Corp シールリングを用いる取り付け機構を有するセンサ及びその取り付け構造
JP2014052081A (ja) * 2009-02-19 2014-03-20 Nsk Ltd 軸受装置及び工作機械の主軸装置
CN113700641A (zh) * 2021-09-24 2021-11-26 无锡市利钧轴承有限公司 一种压缩机用轴承转速波动检测装置及方法

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