JP2008240966A - 回転速度検出装置付き軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】芯金とパルス検知センサとの一体モールドが不要で設計自由度が高く、かつ、芯金を装着した軸受組み立て状態においてもパルス検知センサ部分を取り外した形でハンドリングでき、搬送時等の便宜を図ることができる回転速度検出装置付き軸受装置を提供する。
【解決手段】内輪延出部及び外輪延出部が形成する環状隙間ＲＳ内にて、それら内輪延出部及び外輪延出部の非回転側となるセンサ取付対象部に、センサホルダ６の環状の芯金を嵌着し、その芯金に一体形成されるセンサ収容部に対し、パルス検知センサ１２をアキシャル方向挿入する形で装着する。芯金とパルス検知センサ１２とを構造的に分離することができるので一体モールドが不要となり、従来の構造と比較して設計自由度を大幅に高めることができる。また、芯金を装着した軸受組み立て状態においてもパルス検知センサ１２部分を取り外した形でハンドリングでき、搬送時等の便宜を図ることができる。
【選択図】図２

Description

この発明は、回転速度検出装置付き軸受装置に関する。

特開２００４−２６３７１６号公報

回転センサは光学式のロータリーエンコーダが広く使用されているが、自動車の足回り系統の回転検知には、汚れ付着等による誤検出を防止するために磁気式の回転センサが使用されることが多い。磁気式の回転センサには種々の方式があるが、検知対象物と共に回転する磁性被検知体に磁気ギャップを介して、磁気ヘッド、磁気抵抗効果素子あるいはホール素子といった磁界検出素子を配置し、磁性被検知体の回転に基づく磁気ギャップ内の磁界変動を測定し、その検出波形を用いて回転角度を算出する方式が、センサ構造が比較的簡便であり精度も高いことから広く使用されている。

近年、上記のような磁気式回転センサをアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）等の制御に用いるため、車軸を支持する転がり軸受として、該多極着磁した永久磁石リングからなるパルサーリングとパルス検知センサとを取り付けた転がり軸受が採用されている（特許文献１）。この構成においては、外輪部材と内輪部材との間に形成されるアキシャル方向のリング状開口部に環状の芯金が嵌着するとともに、その芯金にパルス検知センサが、出力コネクタとともに環状の樹脂モールドにより一体化された構造となっている。

しかし、上記の構成では、芯金とパルス検知センサとが樹脂モールドにより一体不可分に結合された構造となるため、芯金とパルス検知センサとの一括インサート成形を考慮した複雑な樹脂モールド形状となり、設計の自由度が低くなる上、金型コストの高騰も招く。また、芯金を装着した軸受組み立て状態ではパルス検知センサ部分も必ず随伴する形となり、軸受からパルス検知センサのコネクタ等が突出して、搬送時等に邪魔になりやすい。

本発明の課題は、軸受の内輪／外輪間のアキシャル方向端面の環状隙間に、パルス検知センサをアキシャル方向に芯金とともに挿入配置した構造において、芯金とパルス検知センサとの一体モールドが不要で設計自由度が高く、かつ、芯金を装着した軸受組み立て状態においてもパルス検知センサ部分を取り外した形でハンドリングでき、搬送時等の便宜を図ることができる回転速度検出装置付き軸受装置を提供することにある。

上記の課題を解決するための、本発明の回転速度検出装置付き軸受装置は、
アキシャル方向に配列する複数の軌道面が内周面に形成された外輪部材と、軌道面の各々に対向する軌道面が外周面に形成された内輪部材と、外輪部材と内輪部材との対向する軌道面間に介在する複列の転動体とを有し、それら内輪部材と外輪部材とが、転動体よりもアキシャル方向第一端側に延出する内輪延出部及び外輪延出部を形成する軸受本体と、
内輪延出部及び外輪延出部とが形成する環状隙間内にて、それら内輪延出部及び外輪延出部との回転側となるものをパルサーリング取付対象部としてこれに同心的に取り付けられたパルサーリングと、
それら内輪延出部及び外輪延出部との非回転側となるものをセンサ取付対象部として、環状隙間内にてセンサ取付対象部の周側面に嵌着される環状の芯金と、該芯金に対し、環状隙間内にてアキシャル方向第一端側に開口する形で一体形成されるセンサ収容部とを有した金属製のセンサホルダと、
環状隙間内に嵌着されたセンサホルダのセンサ収容部に対し、アキシャル方向第一端側からアキシャル方向に挿入され、パルサーリングに対しセンシング面がラジアル方向のエアギャップを介して対向するように装着されるパルス検知センサと、を備えたことを特徴とする。

上記構成によると、内輪延出部及び外輪延出部が形成する環状隙間内にて、それら内輪延出部及び外輪延出部の非回転側となるセンサ取付対象部に、センサホルダの環状の芯金を嵌着し、その芯金に一体形成されるセンサ収容部に対し、パルス検知センサをアキシャル方向挿入する形で装着するようにした。これにより、芯金とパルス検知センサとを構造的に分離することができるので一体モールドが不要となり、従来の構造と比較して設計自由度を大幅に高めることができる。また、芯金を装着した軸受組み立て状態においてもパルス検知センサ部分を取り外した形でハンドリングでき、搬送時等の便宜を図ることができる。

センサ収容部は、パルス検知センサのアキシャル方向への挿入に伴いラジアル方向に弾性変位するとともに、該パルス検知センサが当該センサ収容部内の装着位置に到達するに伴い弾性復帰して、該パルス検知センサ側に形成された被係合部と係合することにより、該パルス検知センサのセンサ収容部からの抜け止めする抜け止め部を形成することができる。このような抜け止め部の形成により、センサ収容部にパルス検知センサをワンタッチで確実に装着することができ、かつ、装着後のパルス検知センサの脱落も生じにくい。

具体的には、センサホルダの芯金は、環状隙間を形成するセンサ取付対象部の周側面からラジアル方向に離間した位置に配置される筒状本体部を有するよう構成できる。該筒状本体部には、センサ収容部の形成位置に対応してラジアル方向に貫通する形でパルス検知センサのセンシング面を露出させる窓部を形成することができる。そして、センサ収容部は、筒状本体部の環状隙間の開口側と反対側に位置する端縁からラジアル方向にてセンサ取付対象部の周側面に近づく向きに延出する第一部分と、該第一部分の先端から、パルス検知センサのセンシング面の裏側にまわり込む形でアキシャル方向第一端側に延出する第二部分とを有するポケット状に形成できる。パルス検知センサは筒状本体部と第二部分とが形成する装着開口から、第一部分の弾性変形により、該第二部分の筒状本体部に対する対向間隔を拡大しつつ該センサ収容部に押し込み装着することができる。筒状本体部に上記のようなポケット状のセンサ収容部を一体化したセンサホルダは、鋼板等の板金材料の打抜ないしプレス曲げ加工により容易に製造することができる。

この場合、センサ収容部の第二部分の装着開口の形成側となる先端部には、筒状本体部に対する対向間隔を縮小する形で抜け止め部を形成できる。パルス検知センサには、ラジアル方向にてセンシング面の裏面側に前述の被係合部を凹状に形成することができる。この構成により、センサ収容部に抜け止め部を簡便に形成できる。

センサホルダの芯金には、筒状本体部のセンサ収容部の形成側となる周側面に、該センサ収容部を配置するために周方向の一部が切り欠かれた補強樹脂リングを一体化することができる。これにより、補強樹脂リングを補強した状態で芯金を軸受に取り付けることができ、組み付け時における芯金の変形等を生じにくくすることができる。また、パルス検知センサから、環状隙間を充填する補強樹脂リングが分離されるので、組み付け前のパルス検知センサの樹脂成形部分の軽量化及び小形化を図ることができ、組み付けハンドリングも容易となる。

一方、センサホルダのセンサ収容部をラジアル方向両側がともに開放した形態で形成しておけば、パルス検知センサのラジアル方向両側面に補強樹脂リングを一体化することも可能である。該パルス検知センサは、センサ収容部に装着するに伴い、補強樹脂リングが該センサ収容部からラジアル方向両側に延出する形で環状隙間に嵌着される。このようにすると、芯金から補強樹脂リング及びパルス検知センサがいずれも分離され、芯金との一体成形部分を廃止することができるので、金型コストの削減を図ることができる。

図１は、駆動輪用の車輪軸受装置を示す。車輪軸受装置１は自動車用のハブユニット（ここでは、駆動輪用）として構成され、内周に複数の軌道面を有する外輪部材２と、前記軌道面の各々に対向する軌道面を有する内輪部材３（一方の軌道面は、別体の内輪３ａの嵌着により形成されている）と、外輪部材２と内輪部材３の対向する軌道面間に介在し、保持器４ａで保持された複列の転動体４とを有する。外輪部材２と内輪部材３とは相対回転可能であり、内輪部材３にはアキシャル方向に車軸挿通孔３ｃが貫通形成され、車軸１４の先端が挿通・固定されている。前記外輪部材２と内輪部材３の転動体配置用の空間５００は、アキシャル方向における車体アウター側（第二端部側）にて摺動シール機構５により密封され、同じく車体インナー側（第二端部側）は摺動シール機構１３により密封されている。

一方、内輪部材３のアウター側端部の外周に設けた車輪取付けフランジ１０にハブボルト１１で車輪（図示せず）が固定され、外輪部材２が外輪フランジ２ｆにて車体側のナックル４０にボルト４０ｂにより固定される構造になっている。また、内輪部材３のインナー側端部は、内輪３ａに対してかしめ部３ｂにより固定され、転動体４に予圧を与えている。

次に、上記前記車輪軸受装置１には回転速度検出装置が組み込まれている。具体的には、図２に示すように、内輪部材３、外輪部材２及び転動体４が軸受本体を形成し、内輪部材３と外輪部材２とは、転動体４よりもアキシャル方向第一端側に延出する内輪延出部３ｅ及び外輪延出部２ｅを形成している。また、内輪延出部３ｅ及び外輪延出部２ｅとが形成する環状隙間ＲＳ内にて、それら内輪延出部３ｅ及び外輪延出部２ｅとの回転側となるもの、ここでは内輪延出部３ｅの外周面にパルサーリング８が同心的に取り付けられている。

また、両延出部３ｅ，２ｅ間に形成される環状隙間ＲＳ内にはセンサホルダ６が配置されている。センサホルダ６は、非回転側となる外輪延出部２ｅの内周面に嵌着される環状の芯金６ｍと、該芯金６ｍに対し、環状隙間ＲＳ内にてアキシャル方向第一端側に開口する形で一体形成されるセンサ収容部９とを有する。そして、環状隙間ＲＳ内に嵌着されたセンサホルダ６のセンサ収容部９に対し、パルス検知センサ１２が、ｓｐのアキシャル方向第一端側からアキシャル方向に挿入され、パルサーリング８に対しセンシング面１２ｓがラジアル方向のエアギャップを介して対向するように装着されている。芯金６ｍとパルス検知センサ１２とを構造的に分離することができるので一体モールドが不要となり、従来の構造と比較して設計自由度を大幅に高めることができる。また、芯金６ｍを装着した軸受組み立て状態においてもパルス検知センサ１２部分を取り外した形でハンドリングでき、搬送時等の便宜を図ることができる。

パルス検知センサ１２は、ホール素子等で形成された検知プローブ１２ｐを信号処理用のＩＣ（図示せず）とともに樹脂でモールドしたもので、図４に示すように、該樹脂モールドには、出力取り出し用のコネクタ１２ｔがラジアル方向外向きに延出する形で一体化されている。

図２に戻り、センサ収容部９には抜け止め部９ｂが形成されている。この抜け止め部９ｂは、パルス検知センサ１２のアキシャル方向への挿入に伴いラジアル方向に弾性的に変位するとともに、該パルス検知センサ１２が当該センサ収容部９内の装着位置に到達するに伴い弾性復帰して、該パルス検知センサ１２の樹脂モールドに形成された被係合部１２ｂと係合することにより、該パルス検知センサ１２をセンサ収容部９から抜け止めする。

具体的には、センサホルダ６の芯金６ｍは、環状隙間ＲＳを形成するセンサ取付対象部の周側面からラジアル方向に離間した位置に配置される筒状本体部６ｘを有する。該筒状本体部６ｘには、センサ収容部９の形成位置に対応してラジアル方向に貫通する形でパルス検知センサ１２のセンシング面１２ｓを露出させる窓部６ｗが形成されている。そして、センサ収容部９は、筒状本体部６ｘの環状隙間ＲＳの開口側と反対側に位置する端縁からラジアル方向にてセンサ取付対象部の周側面に近づく向きに延出する第一部分９ｙと、該第一部分９ｙの先端から、パルス検知センサ１２のセンシング面１２ｓの裏側にまわり込む形でアキシャル方向第一端側に延出する第二部分９ｚとを有するポケット状に形成されている。パルス検知センサ１２は筒状本体部６ｘと第二部分９ｚとが形成する装着開口から、第一部分９ｙの弾性変形により、該第二部分９ｚの筒状本体部６ｘに対する対向間隔を拡大しつつ該センサ収容部９に押し込み装着される。

センサ収容部９には前述の抜け止め部９ｂが、第二部分９ｚの装着開口の形成側となる先端部には、筒状本体部６ｘに対する対向間隔を縮小する形で形成されている。パルス検知センサ１２には、ラジアル方向にてセンシング面１２ｓの裏面側に前述の被係合部１２ｂが凹状に形成されている。該パルス検知センサ１２の裏面のアキシャル方向における装着先端側には、センサ収容部９の抜け止め部９ｂに対する乗り越えをガイドするガイドテーパ面１２ｊが形成され、凹状の被係合部１２ｂ（係合面は、ラジアル方向の切り立ち面となっている）が、該ガイドテーパ面１２ｊに続く形で形成されている。

内輪部材３の外周面には、ラジアル方向外向きに立ち上がる環状基部１４ｂと、該環状基部１４ｂのラジアル方向外周縁からアキシャル方向にて環状隙間ＲＳの開口側に延出する筒状に形成されるとともに、筒状に形成されたパルサーリング８がラジアル方向外周面に一体化されるパルサーリング取付筒状部１４ａとを有した内輪側スリンガ１４が取り付けられている。図３に示すように、パルサーリング８はラジアル多極着磁された円筒状の樹脂結合永久磁石部材として構成されている。

図２に戻り、センサホルダ６の芯金６ｍには、筒状本体部６ｘのアキシャル方向における第一側の端縁からラジアル方向内向きに、パルサーリング取付筒状部１４ａの対応するアキシャル方向端縁との間に隙間を形成する形でシール支持部６ｖが延出形成されている。そして、該シール支持部のラジアル方向内周縁に、内輪部材３の外周面に摺接するゴム製の弾性シール部材１５が一体形成されている。

図５は、該センサホルダ６の外観の一例を示すものであり、筒状本体部６ｘに上記のようなポケット状のセンサ収容部９を一体化された該センサホルダ６を、鋼板等の板金材料の打抜ないしプレス曲げ加工により製造することができる。センサホルダ６の芯金６ｍには、筒状本体部６ｘのセンサ収容部９の形成側となる周側面に、該センサ収容部９を配置するために周方向の一部が切り欠かれた補強樹脂リング１７が、インサート成形により一体化されている。これにより、補強樹脂リング１７を補強した状態で芯金６ｍを軸受に取り付けることができ、組み付け時における芯金６ｍの変形等を生じにくくすることができる。また、図４に示すように、パルス検知センサ１２から、環状隙間ＲＳを充填する補強樹脂リング１７が分離されるので、組み付け前のパルス検知センサ１２の樹脂成形部分の軽量化及び小形化を図ることができ、組み付けハンドリングも容易となる。図４の形状のパルス検知センサ１２が、図５の補強樹脂リング１７に形成された切欠き部１７ｖ内にて、センサ収容部９に嵌着される。

なお、センサホルダ６のセンサ収容部９をラジアル方向両側がともに開放した形態とされているが、これを利用すれば、図４に破線で示すように、パルス検知センサ１２のラジアル方向両側面に補強樹脂リング１７を一体化することも可能である。該パルス検知センサ１２は、センサ収容部９に装着するに伴い、補強樹脂リング１７が該センサ収容部９からラジアル方向両側に延出する形で環状隙間ＲＳに嵌着される。このようにすると、芯金６ｍから補強樹脂リング１７及びパルス検知センサ１２がいずれも分離され、芯金６ｍとの一体成形部分を廃止することができるので、金型コストの削減を図ることができる。この場合、図５に一点鎖線で表示している芯金６ｍ側の補強樹脂リング１７は省略されることになる。

本発明の回転速度検出装置付き軸受装置を、自動車用の駆動輪側ハブユニットして構成した例を示す縦断側面図。 図１の要部断面図。 パルサーリングの斜視図。 パルス検知センサの外観を示す斜視図。 センサホルダの外観を示す斜視図。

符号の説明

１ 回転速度検出装置付き軸受装置
２ 外輪部材
２ｅ 外輪延出部
３ 内輪部材
３ａ 内輪
３ｅ 内輪延出部
ＲＳ 環状隙間
６ センサホルダ
６ｍ 芯金
６ｘ 筒状本体部
６ｗ 窓部
８ パルサーリング
９ センサ収容部
９ｂ 抜け止め部
９ｙ 第一部分
９ｚ 第二部分
１２ パルス検知センサ
１２ｓ センシング面
１２ｂ 被係合部
１７ 補強樹脂リング

Claims (3)

1. アキシャル方向に配列する複数の軌道面が内周面に形成された外輪部材と、前記軌道面の各々に対向する軌道面が外周面に形成された内輪部材と、前記外輪部材と前記内輪部材との対向する軌道面間に介在する複列の転動体とを有し、それら内輪部材と外輪部材とが、前記転動体よりもアキシャル方向第一端側に延出する内輪延出部及び外輪延出部を形成する軸受本体と、
   前記内輪延出部及び外輪延出部とが形成する環状隙間内にて、それら前記内輪延出部及び外輪延出部との回転側となるものをパルサーリング取付対象部としてこれに同心的に取り付けられたパルサーリングと、
   それら前記内輪延出部及び外輪延出部との非回転側となるものをセンサ取付対象部として、前記環状隙間内にて前記センサ取付対象部の周側面に嵌着される環状の芯金と、該芯金に対し、前記環状隙間内にてアキシャル方向第一端側に開口する形で一体形成されるセンサ収容部とを有した金属製のセンサホルダと、
   前記環状隙間内に嵌着された前記センサホルダの前記センサ収容部に対し、前記アキシャル方向第一端側からアキシャル方向に挿入され、前記パルサーリングに対しセンシング面がラジアル方向のエアギャップを介して対向するように装着されるパルス検知センサと、
   を備えたことを特徴とする回転速度検出装置付き軸受装置。
2. 前記センサ収容部は、前記パルス検知センサの前記アキシャル方向への挿入に伴いラジアル方向に弾性変位するとともに、該パルス検知センサが当該センサ収容部内の装着位置に到達するに伴い弾性復帰して、該パルス検知センサ側に形成された被係合部と係合することにより、該パルス検知センサの前記センサ収容部からの抜け止めする抜け止め部が形成されてなる請求項１記載の回転速度検出装置付き軸受装置。
3. 前記センサホルダの前記芯金は、前記環状隙間を形成する前記センサ取付対象部の周側面からラジアル方向に離間した位置に配置される筒状本体部を有し、該筒状本体部には、前記センサ収容部の形成位置に対応してラジアル方向に貫通する形で前記パルス検知センサのセンシング面を露出させる窓部が形成されるとともに、
   前記センサ収容部は、前記筒状本体部の前記環状隙間の開口側と反対側に位置する端縁からラジアル方向にて前記センサ取付対象部の周側面に近づく向きに延出する第一部分と、該第一部分の先端から、前記パルス検知センサの前記センシング面の裏側にまわり込む形で前記アキシャル方向第一端側に延出する第二部分とを有するポケット状に形成され、前記パルス検知センサは前記筒状本体部と前記第二部分とが形成する装着開口から、前記第一部分の弾性変形により、該第二部分の前記筒状本体部に対する対向間隔を拡大しつつ該センサ収容部に押し込み装着される請求項１又は請求項２に記載の回転速度検出装置付き軸受装置。

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