JP2009204037A

JP2009204037A - 物理量測定装置付転がり軸受ユニット

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Publication number: JP2009204037A
Application number: JP2008045416A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Hibi; 勉日比
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2008-02-27
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2028-02-27
Also published as: JP5194879B2

Abstract

【課題】ハーネス１９ａの引出し部が等速ジョイント用外輪２４の外周面に接触する事を有効に防止でき、しかも転がり軸受ユニットに対する各センサ１１、１１の組み付け位置を、製造時から使用時に掛けて高精度に保持できる構造を実現する。
【解決手段】上記各センサ１１、１１は、外輪１の軸方向内端部に支持固定したセンサケース１０ａの内側に保持する。上記ハーネス１９ａは、このセンサケース１０ａに着脱可能に組み付けた中継部材２８を構成する、ナックル２０の支持孔２１よりも径方向外側に大きく張り出したハーネス引出し部３８の先端面から外部に引き出す。この様な構成を採用する事により、上記課題を解決する。
【選択図】図１

Description

この発明に係る物理量測定装置付転がり軸受ユニットは、例えば、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、この車輪に加わる荷重等の物理量を測定して、車両の安定運行の確保に利用する。

例えば自動車の車輪は懸架装置に対し、複列アンギュラ型等の転がり軸受ユニットにより回転自在に支持する。又、自動車の走行安定性を確保する為に、例えばアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）、更には、電子制御式ビークルスタビリティコントロールシステム（ＥＳＣ）等の車両用走行安定化装置が使用されている。この様な各種車両用走行安定化装置を制御する為には、車輪の回転速度、車体に加わる各方向の加速度等を表す信号が必要になる。そして、より高度の制御を行う為には、車輪を介して上記転がり軸受ユニットに加わる荷重（例えばラジアル荷重とアキシアル荷重との一方又は双方）の大きさを知る事が好ましい場合がある。

この様な事情に鑑みて、特許文献１には、特殊なエンコーダを使用して、転がり軸受ユニットに加わる荷重の大きさを測定する発明が記載されている。図５〜６は、この特許文献１に記載された構造と同じ荷重の測定原理を採用している、物理量測定装置付転がり軸受ユニットに関する従来構造の１例を示している。この従来構造は、使用時にも回転しない外輪相当部材である外輪１の内径側に、使用時に車輪を支持固定した状態でこの車輪と共に回転する、内輪相当部材であるハブ２を、複数個の転動体３、３を介して回転自在に支持している。これら各転動体３、３には、背面組み合わせ型の接触角と共に、予圧を付与している。尚、図示の軸受ユニットは、重量が嵩む自動車用の軸受ユニットである為、上記転動体３として円すいころを使用しているが、重量が嵩まない自動車用の軸受ユニットの場合には、玉を使用する場合もある（例えば、後述する図１の転動体３ａ参照）。又、上記外輪１の内周面と上記ハブ２の外周面との間に存在する上記各転動体３、３を設置した空間の軸方向両端開口部を、それぞれシールリング４２ａ、４２ｂにより塞いでいる。又、上記外輪１の外周面には、軸方向中間部に固定側フランジ４を、軸方向内端寄り部分でこの固定側フランジ４に隣接する部分に円筒面部５を、軸方向内端部に小径段部６を、それぞれ形成している。又、上記ハブ２は、外周面の軸方向外端寄り部分に回転側フランジ７を、中心部にスプライン孔８を、それぞれ形成している。

又、上記ハブ２の軸方向内端部（軸方向に関して「内」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側を言い、図１〜３、５、７の右側。反対に、車両の幅方向外側となる、図１〜３、５、７の左側を、軸方向に関して「外」と言う。本明細書及び特許請求の範囲の全体で同じ。）には、円筒状のエンコーダ９を、上記ハブ２と同心に外嵌固定している。又、上記外輪１の軸方向内端開口部に被着したセンサケース１０の内側に、１対のセンサ１１、１１を支持固定すると共に、これら両センサ１１、１１の検出部を、上記エンコーダ９の被検出面である外周面に近接対向させている。

上記エンコーダ９は、円筒状の芯金１２と、この芯金１２の外周面に添着固定した永久磁石製で円筒状のエンコーダ本体１３とから成る。被検出面である、このエンコーダ本体１３の外周面には、Ｓ極とＮ極とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置している。円周方向に隣り合うＳ極とＮ極との境界は、上記外周面の軸方向に対して所定方向に所定角度で漸次変化している。又、変化する方向は、この外周面の軸方向片半部と他半部とで、互いに逆にしている。従って、上記Ｓ極と上記Ｎ極とは、軸方向中央部が円周方向に関して最も突出した、「く」字形となっている。

又、上記センサケース１０は、軟鋼板等の金属板により断面Ｌ字形で全体を円環状に構成している。この様なセンサケース１０は、円筒部１４と、この円筒部１４の軸方向内端部から径方向内方に直角に折れ曲がった円輪部１５とを備える。そして、このうちの円筒部１４の軸方向外端部を、上記外輪１の外周面の軸方向内端部に設けた小径段部６に外嵌固定している。尚、この状態で、上記円筒部１４の外径寸法は、上記外輪１の外周面の軸方向内端寄り部分に形成した円筒面部５の外径寸法よりも僅かに小さくしている。又、上記センサケース１０の内径側には、合成樹脂製で円環状のセンサホルダ１６を保持固定している。

又、上記両センサ１１、１１は、これら両センサ１１、１１の付随電子部品であるセンサ基板１７と共に、上記センサホルダ１６に包埋支持している。上記両センサ１１、１１の検出部には、ホールＩＣ、ホール素子、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子等の磁気検知素子を組み込んでいる。そして、これら両センサ１１、１１のうち、一方のセンサ１１の検出部を上記エンコーダ本体１３の外周面の軸方向片半部に、他方のセンサ１１の検出部を同じく軸方向他半部に、それぞれ近接対向させている。上記外輪１と上記ハブ２との間にアキシアル荷重が作用しない状態で、上記Ｓ極と上記Ｎ極との軸方向中央部で円周方向に関して最も突出した部分が、上記両センサ１１、１１の検出部同士の間の丁度中央位置に存在する様に、各部材の軸方向の設置位置を規制している。同じ状態で、上記両センサ１１、１１の検出部と、上記エンコーダ本体１３の外周面の変化の位相との関係が所定通りになる様に、上記両センサ１１、１１の円周方向の設置位置を規制している。又、この状態で、上記両センサ１１、１１から複数本ずつ導出したリード端子１８、１８を、上記センサ基板１７に接続している。

又、上記センサ基板１７には、上記両センサ１１、１１の出力信号を図示しない演算器に送る為のハーネス１９の一端部を接続している。このハーネス１９の中間部乃至他端部は、上記センサケース１０を構成する円輪部１５に形成した図示しない通孔を通じて、このセンサケース１０の外部に引き出している。

上述の様に構成する物理量測定装置付転がり軸受ユニットを自動車に組み付ける場合には、図５に示す様に、外輪１の軸方向内端部を、懸架装置を構成するナックル２０に形成した円形の支持孔２１の内径側に、軸方向外側から挿入する。これにより、上記外輪１の外周面の円筒面部５を、上記支持孔２１にがたつきなく内嵌すると共に、上記外輪１の固定側フランジ４の内側面を、上記ナックル２０の外側面に密接させる。そして、この状態で、このナックル２０に上記固定側フランジ４を、複数本のボルト２２により結合固定する。更に、図示の車輪支持用軸受ユニットは、駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車の後輪、４ＷＤ車の全車輪）用である為、上記ハブ２の中心部に設けたスプライン孔８に、等速ジョイント用外輪２４の軸方向外端面に固設したスプライン軸２５（駆動軸）を、軸方向内側から挿入し、上記スプライン孔８にこのスプライン軸２５をスプライン係合させる。そして、このスプライン軸２５の先端部にナット２６を螺合し、更に締め付ける事で、上記ハブ２に上記等速ジョイント用外輪２４及びスプライン軸２５を結合固定する。又、ハブ２の回転側フランジ７に、図示しないブレーキディスク等の制動用回転部材と車輪を構成するホイールとを、複数本のスタッド２３と図示しないナットとにより結合固定する。

上述の様に自動車に組み付けた物理量測定装置付転がり軸受ユニットの場合、上記外輪１とハブ２との間にアキシアル荷重が作用すると、１対のセンサ１１、１１の出力信号の位相が、このアキシアル荷重の作用方向（上記外輪１とハブ２とのアキシアル方向の相対変位の方向）に応じた向きにずれる。又、このアキシアル荷重（相対変位）により上記両センサ１１、１１の出力信号の位相がずれる程度は、このアキシアル荷重（相対変位）が大きくなる程大きくなる。従って、上記両センサ１１、１１の出力信号の位相ずれ（位相差）の有無、ずれが存在する場合にはその向き及び大きさに基づいて、上記外輪１とハブ２とのアキシアル方向の相対変位の向き及び大きさ、並びに、これら外輪１とハブ２との間に作用しているアキシアル荷重の作用方向及び大きさを求められる。尚、上記両センサ１１、１１の出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて上記アキシアル方向の相対変位及び荷重を算出する処理は、図示しない演算器により行う。この為、この演算器のメモリ中には、予め理論計算や実験により調べておいた、上記位相差と、上記アキシアル方向の相対変位又は荷重との関係（ゲイン及び零点）を表す、式やマップを記憶させておく。

尚、上述した従来構造の場合には、エンコーダの被検出面にその検出部を対向させるセンサの数を、２個としている。これに対し、図示は省略するが、特許文献２〜３及び特願２００６−３４５８４９には、当該センサの数を３個以上とする事で、多方向の変位或は外力を求められる構造が記載されている。

ところで、上述した従来構造の場合には、センサケース１０を構成する円輪部１５の内側面からハーネス１９を軸方向に引き出す構造を採用している。ところが、図５に示した車両への組み付け状態で、上記円輪部１５の内側面と軸方向に対向する位置には、自動車の走行時に高速回転する等速ジョイント用外輪２４の一部が存在する。この為、この等速ジョイント用外輪２４の一部に上記ハーネス１９の引出し部が接触するのを防止すべく、例えば、このハーネス１９の引出し部を径方向外側に向け曲げた状態で、このハーネス１９の中間部を車体の一部に固定する等の措置を採る必要がある。但し、車種によっては、上記等速ジョイント用外輪２４の一部と上記円輪部１５の内側面との軸方向間隔が比較的（図５に示す構造に比べて）狭くなる場合がある。又、測定可能な物理量の種類を増やすべく、センサ１１、１１の個数を増やした場合には、これに伴って上記ハーネス１９の外径が太くなる為、この太さによっては、このハーネス１９の引出し部を十分に大きく（小さな曲率半径で）曲げられない場合がある。従って、これら２つの状況が重なった場合には、上記措置を採ったとしても、上記ハーネス１９の引出し部が上記等速ジョイント用外輪２４の一部に接触するのを防止する事が、非常に難しくなる事が予想される。

これに対し、図７に示す様に、センサケース１０を構成する円筒部１４の外周面からハーネス１９を径方向に引き出す構造を採用すれば、上述した２つの状況が重なった場合でも、上記ハーネス１９の引出し部が等速ジョイント用外輪２４の一部に接触する事を、有効に防止できる。ところが、この様な構造を採用すると、上記ハーネス１９の引き出し部が邪魔になって、外輪１の軸方向内端部に支持固定した上記センサケース１０を、ナックル２０に形成した支持孔２１の内径側に、軸方向外側から挿入する作業を行えなくなる。

尚、図７に示した構造の場合、上記外輪１の軸方向内端部から上記センサケース１０を一旦取り外した状態で、上記外輪１の軸方向内端部を上記支持孔２１の内径側に、軸方向外側から挿入した後、上記センサケース１０の軸方向外端部を上記支持孔２１の内径側に、軸方向内側から挿入し、この状態で、再度上記外輪１の軸方向内端部に上記センサケース１０を支持固定する方法を採用すれば、車両への組み付け作業時に、上記ハーネス１９の引出し部が邪魔になる事はない。ところが、物理量測定装置付転がり軸受ユニットの場合には、各センサ１１、１１の出力信号に基づいて所定の物理量を算出する為の演算器の特性を、転がり軸受ユニットの特性との関係で適切にする必要がある。この為に、物理量測定装置付転がり軸受ユニットの製造工程では、上記転がり軸受ユニットにエンコーダ９及び上記各センサ１１、１１を組み付けた状態で、所定の校正作業を行う必要がある。従って、上記転がり軸受ユニットに対する上記エンコーダ９及び上記各センサ１１、１１の組み付け位置は、製造時から使用時に掛けて、高精度に保持されている必要がある。この為、上述した車両への組み付け方法の様に、上記外輪１の軸方向内端部から上記センサケース１０を一旦取り外した後、車両への組み付け過程で再度、上記外輪１の軸方向内端部に上記センサケース１０を取り付けると言った方法は、上記校正作業の信頼性を低下させる可能性が高い為、実施するのは好ましくない。

特開２００６−３１７４２０号公報特開２００６−３２２９２８号公報特開２００７−９３５８０号公報

本発明の物理量測定装置付転がり軸受ユニットは、上述の様な事情に鑑み、駆動輪支持用転がり軸受ユニットを車両に組み付けた状態で、外輪の内端部に対して支持されたセンサの出力信号を取り出す為のハーネスの引き出し部（又は一端寄り部分）が、等速ジョイント用外輪の一部に接触する事を有効に防止でき、しかも転がり軸受ユニットに対するエンコーダ及びセンサの組み付け位置を、製造時から使用時に掛けて高精度に保持できる構造を実現すべく発明したものである。

本発明の物理量測定装置付転がり軸受ユニットは、転がり軸受ユニットと、エンコーダと、少なくとも１個のセンサと、付随電子部品とを備える。
このうちの転がり軸受ユニットは、内周面に外輪軌道を有する外輪相当部材と、外周面に内輪軌道を有する内輪相当部材と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備える。
又、上記エンコーダは、上記外輪相当部材と上記内輪相当部材とのうちで使用時に回転する回転部材に対し支持固定されており、この回転部材と同心の被検出面を有する。
又、上記少なくとも１個のセンサは、その検出部を上記エンコーダの被検出面に対向させた状態で、上記外輪相当部材と上記内輪相当部材とのうちで使用時にも回転しない静止部材に対し支持されている。
又、上記付随電子部品は、上記センサに接続した状態で使用される、このセンサを機能させる為に必要な、センサ基板やリードフレーム等である。

特に、本発明の物理量測定装置付転がり軸受ユニットに於いては、
上記センサは、上記静止部材に支持固定されたセンサケースに保持されている。
又、上記付随電子部品は、上記センサケースに着脱可能な中継部材に保持されている。
又、この中継部材は、上記付随電子部品を介して上記センサの出力信号を取り出す為のハーネスを内部から外部に引き出した状態で非分離に結合した構造と、このハーネスの一端部に固定したプラグを着脱可能なコネクタ部を一部に設けた構造とのうちの、何れか一方の構造を有する。
又、上記センサと上記付随電子部品とは、上記センサケースに上記中継部材を取り付けた状態で、互いに接続される。

上述の様な特徴を有する本発明を実施する場合に、好ましくは、請求項２に記載した様に、上記センサから導出したリード端子の先端部を、上記センサケースの外部に突出する状態で設ける。これと共に、上記付随電子部品に導通する受側端子を、上記中継部材の一部に設ける。そして、上記センサケースに上記中継部材を取り付けた状態で、上記リード端子の先端部と上記受側端子とが互いに電気的に接触する様にする。

又、より好ましくは、請求項３に記載した様に、上記センサケースに上記中継部材を取り付けた状態で、これらセンサケースと中継部材との間に存在する隙間を通じ、上記センサと上記付随電子部品との接続部が存在する空間内に外部から水分が侵入するのを防止する為に、上記隙間を塞ぐ防水部材を設ける。この場合に、この防水部材は、上記センサケースから上記中継部材を取り外した状態で、これらセンサケースと中継部材とのうちの何れか一方の部材に組み付けておく。

又、上述の様な本発明を実施する場合には、例えば請求項４に記載した構成を採用する事ができる。即ち、この請求項４に記載した構成を採用する場合には、上記転がり軸受ユニットを、自動車の駆動輪を懸架装置のナックルに対して回転自在に支持する為の駆動輪支持用軸受ユニットとする。
そして、上記外輪相当部材を、静止部材である外輪とする。この外輪は、使用時に、上記ナックルに形成した支持孔の内径側にその軸方向内端部を軸方向外側から挿入した状態で、このナックルに支持固定する。
又、上記内輪相当部材を、回転部材であるハブとする。このハブは、使用時に、その軸方向外端部に上記駆動輪を支持固定した状態で、この駆動輪と共に回転する。
又、上記センサケースは、上記駆動輪支持用軸受ユニットを組み立てた後、上記外輪を上記ナックルに支持固定する前に、この外輪の軸方向内端部に支持固定するものとする。
又、上記中継部材は、上記外輪を上記ナックルに支持固定した後、上記支持孔の軸方向内側から上記センサケースに取り付けるものとする。

又、上述の様な本発明を実施する場合には、例えば請求項５に記載した様に、上記センサの出力信号を、上記静止部材に対する上記回転部材の回転速度と、これら静止部材と回転部材との間の相対変位と、これら静止部材と回転部材との間に作用する外力とのうちの、少なくとも１種類の物理量を測定する為に利用されるものとする。

上述の様に構成する本発明の物理量測定装置付転がり軸受ユニットの場合には、中継部材からのハーネスの引出し位置、又は、この中継部材を構成するコネクタ部の形成位置を規制する事により、本発明の物理量測定装置付転がり軸受ユニットを使用個所に組み付けた状態で、上記ハーネスの引出し部、又は、上記コネクタ部に接続したハーネスの一端寄り部分が、使用時に回転する周辺部材に接触しにくくなる構造を、容易に実現できる。又、本発明の場合には、転がり軸受ユニットを構成する静止部材に支持固定したセンサケースとは別個に、上記中継部材を設けている為、上述した規制の影響を受ける事なく、この中継部材と、上記センサケースを組み付けた転がり軸受ユニットとを、使用個所に容易に組み付ける事ができる。又、この様に本発明の場合には、センサを保持したセンサケースを転がり軸受ユニットに組み付けたままの状態で、この転がり軸受ユニットを使用個所に組み付ける作業を行える。この為、この転がり軸受ユニットに対する上記センサ及びエンコーダの組み付け位置を、製造時から使用時に掛けて、高精度に保持する事ができる。従って、上記センサの出力信号に基づいて所定の物理量を算出する為の演算器の特性を、上記転がり軸受ユニットの特性との関係で適切にする為に製造時に行った、所定の校正作業の信頼性を、十分に保持できる。

［実施の形態の第１例］
図１〜３は、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、複数個（本例の場合には６個）のセンサ１１、１１を保持する部材と、これら各センサ１１、１１の出力信号を車体側に設置する演算器に送る為のハーネス１９ａの一端部を保持する部材とを、互いに別体とした点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図５〜６に示した従来構造の場合とほぼ同様である。この為、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分、並びに、上記従来構造と異なる部分を中心に説明する。

本例の場合、上記６個のセンサ１１、１１と、これら各センサ１１、１１の付随電子部品２７と、上記ハーネス１９ａとのうち、上記各センサ１１、１１は、外輪１の軸方向内端部に支持固定した金属板製のセンサケース１０ａの内側に保持固定した合成樹脂製のセンサホルダ１６ａに包埋している。又、上記付随電子部品２７は、このセンサケース１６ａに着脱可能な合成樹脂製の中継部材２８に包埋している。又、上記ハーネス１９ａは、一端部をこの中継部材２８に包埋している。

上述した各構成要素のうち、上記センサケース１０ａは、軟鋼板等の金属板にプレス加工等を施す事により、全体を円環状に構成している。このセンサケース１０ａは、第一円筒部２９と、この第一円筒部２９の軸方向内端縁から径方向内側に直角に折れ曲がった第一円輪部３０と、この第一円輪部３０の内周縁から軸方向内側に直角に折れ曲がった第二円筒部３１と、この第二円筒部３１の軸方向内端縁から径方向内側に直角に折れ曲がった第二円輪部３２と、この第二円輪部３２の内周縁から軸方向内側に直角に折れ曲がった第三円筒部３３とを備える。この様なセンサケース１０ａは、上記外輪１の軸方向内端部に、軸方向の位置決めを図った状態で支持固定している。この為に具体的には、上記外輪１の外周面の軸方向内端部に設けた小径段部６に、上記第一円筒部２９を締り嵌めで外嵌すると共に、上記外輪１の軸方向内端面に、上記第一円輪部３０の軸方向外側面を当接させている。

又、上記センサホルダ１６ａは、合成樹脂により全体を円環状に構成したもので、上記センサケース１０ａの第二円筒部３１の内径側に保持固定されている。そして、このセンサホルダ１６ａの内周面の表層部の円周方向等間隔の３個所に、上記各センサ１１、１１をそれぞれ２個ずつ（合計６個）包埋している。又、この状態で、これら各センサ１１、１１の検出部をそれぞれ、被検出面である、エンコーダ９の外周面に近接対向させている。尚、本例の場合、このエンコーダ９は、ハブ２ａを構成する内輪３４の軸方向内端寄り部分に、このハブ２ａと同心に外嵌固定している。又、本例の場合、上記各センサ１１、１１から複数本ずつ導出したリード端子１８、１８の先端部を、それぞれ上記センサケース１０ａの第二円輪部３２に形成した通孔３５、３５を通じて、このセンサケース１０ａの外部に（軸方向内方に向けて）突出させている。又、上記内輪３４の軸方向内端部の外周面と、上記センサホルダ１６ａの第三円筒部３３の軸方向外半部の内周面との間に、シールリング４２ｃを組み付けている。

又、前記中継部材２８は、合成樹脂により全体を円環状に構成している。この中継部材２８は、断面矩形で円環状の本体部３６と、この本体部３６の軸方向外端部の外周縁部分から軸方向外方に向け突出する状態で設けられた円筒部３７と、上記本体部３６の軸方向内端部の円周方向一部分から径方向外方に向けて突出する状態で設けられたハーネス引出し部３８とを備える。そして、このうちの本体部３６に、前記付随電子部品２７、並びに、上記各リード端子１８、１８と同数の受側端子３９、３９を包埋している。このうちの付随電子部品２７は、センサ基板やリードフレーム等を一体的に組み合わせて、全体を円環状に構成したものである。又、上記各受側端子３９、３９は、それぞれの基端部（図１の右端部）を上記付随電子部品２７に導通させると共に、それぞれの先端部（図１の左端部）を上記本体部３６の軸方向外側面に露出（開口）させている。又、上記ハーネス引出し部３８に、前記ハーネス１９ａの一端部を包埋した状態で、このハーネス１９ａを構成する複数本の配線４０、４０の一端部を、それぞれ上記付随電子部品２７に接続している。このハーネス１９ａの一端寄り部分は、径方向外方に向いた上記ハーネス引出し部３８の先端面から、このハーネス引出し部３８の外部に引き出している。

図１に詳示する車両への組み付け状態で、上記中継部材２８は、上記センサケース１０ａに結合支持している。この為に具体的には、上記円筒部３７を上記センサケース１０ａの第二円筒部３１に、上記本体部３６をこのセンサケース１０ａの第三円筒部３３に、それぞれ締り嵌めで外嵌すると共に、上記本体部３６の軸方向外側面を、上記センサケース１０ａの第二円輪部３２の軸方向内側面に当接させている。又、この状態で、上記各受側端子３９、３９に上記各リード端子１８、１８の先端部を、それぞれ１本ずつ、電気的に接触させ（各受側端子３９、３９を弾性的に押し拡げながら各リード端子１８、１８を挿入し）ている。これと共に、上記円筒部３７の内周面と上記第二円筒部３１の外周面との間部分、並びに、上記本体部３６の内周面と上記第三円筒部３３の外周面との間部分を、それぞれシール用ゴム等の防水部材４１ａ、４１ｂによって全周に亙り塞いでいる。これにより、上記両間部分を通じて、上記各受側端子３９、３９と上記各リード端子１８、１８の先端部との接続部が存在する空間内に、外部から雨水、泥水等の水分が侵入するのを防止している。尚、本例の場合、上記両防水部材４１ａ、４１ｂは、上記円筒部３７の軸方向内半部の内周面と、上記本体部３６の軸方向外端部の内周面とに、それぞれ組み付けられ（接着、弾性嵌合等により非分離に固定され）ており、上記センサケース１０ａに上記中継部材２８を結合支持した状態で、上記両間部分を塞ぐ様に設置される。又、本例の場合、図１に詳示する車両への組み付け状態で、上記中継部材２８の本体部３６及び円筒部３７は、ナックル２０の支持孔２１よりも径方向内側に配置されるが、上記中継部材２８のハーネス引出し部３８の大部分は、上記支持孔２１よりも径方向外側に大きく張り出した状態で配置される。尚、本発明を実施する場合には、上記センサケース１０ａに対する上記中継部材２８の結合手段として、ねじ止め等の、より強固な結合手段を採用する事もできる。

上述の様に構成する本例の物理量測定装置付転がり軸受ユニットを車両に組み付ける場合には、先ず、転がり軸受ユニットを構成する外輪１の軸方向内端部に支持固定したセンサケース１０ａから、中継部材２８を取り外した状態（図２〜３に示した状態）で、上記外輪１を、ナックル２０に結合固定する。この為に、図１に示す様に、この外輪１の軸方向内端部をこのナックル２０の支持孔２１の内径側に、軸方向外側から挿入する。これにより、上記外輪１の外周面の円筒面部５を、上記支持孔２１にがたつきなく内嵌すると共に、上記外輪１の固定側フランジ４の内側面を、上記ナックル２０の外側面に当接させる。そして、この状態で、このナックル２０に上記固定側フランジ４を、図示しない複数本のボルトにより結合固定する。次いで、図１に示す様に、上記中継部材２８を上記ナックル２０の支持孔２１の内径側に、軸方向内側から挿入すると共に、この中継部材２８を上記センサケース１０ａに結合する。次いで、図１に示す様に、等速ジョイント用外輪２４の軸方向外端面に固設したスプライン軸２５ａを、ハブ２ａの中心部に設けたスプライン孔８に、軸方向内側から挿入する。これと共に、このスプライン孔８に軸方向外側から挿入したボルト４３の先端部に設けた雄ねじ部４４を、上記スプライン軸２５ａの中心部に設けたねじ孔４５に螺合し、更に締め付ける。これにより、上記ボルト４３のうちで頭部４６と隣接する部分に外嵌した環状部材４７と、上記等速ジョイント用外輪２４の軸方向外端面との間に、上記ハブ２ａを強く挟持した状態で、このハブ２ａに対し、上記等速ジョイント用外輪２４及びスプライン軸２５ａを結合固定する。更には、上記ハブ２ａの回転側フランジ７に、図示しないブレーキディスク等の制動用回転部材と車輪を構成するホイールとを支持固定する。

上述した様な本発明の物理量測定装置付転がり軸受ユニットの場合には、車体側に設置した演算器により、６個のセンサ１１、１１の出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて、外輪１とハブ２ａとの間に作用する多方向の荷重及びモーメントを算出できる。この為、これらの算出結果を利用して、自動車の、より高度な走行安定制御を行える。尚、上記多方向の荷重及びモーメントの算出原理に就いては、例えば特願２００６−３４５８４９に記載されており、本発明の要旨とも関係しない為、詳しい説明は省略する。

特に、本例の場合には、図１に示す車両への組み付け状態で、中継部材２８を構成するハーネス引出し部３８の大部分を、ナックル２０の支持孔２１よりも径方向外側に大きく張り出した状態で配置し、且つ、このハーネス引出し部３８の先端面を、径方向外方に向けている。そして、このハーネス引出し部３８の先端面から、ハーネス１９ａの一端寄り部分を径方向外方に引き出している。この為、このハーネス１９ａの一端寄り部分が等速ジョイント用外輪２４の一部に接触する事を、有効に防止できる。又、本例の場合には、転がり軸受ユニットを構成する外輪１の軸方向内端部に支持固定したセンサケース１０ａとは別個に、上記中継部材２８を設けている。この為、上記ハーネス引出し部３８の存在に拘らず、前述した様な手順で、上記センサケース１０ａを組み付けた転がり軸受ユニットと、上記中継部材２８とを、それぞれ上記ナックル１０ａに対して容易に組み付ける事ができる。又、この様に本例の場合には、各センサ１１、１１を保持したセンサケース１０ａを転がり軸受ユニットに組み付けたままの状態で、この転がり軸受ユニットを上記ナックル１０ａに組み付ける作業を行える。この為、この転がり軸受ユニットに対する上記各センサ１１、１１及びエンコーダ９の組み付け位置を、製造時から使用時に掛けて、高精度に維持できる。従って、上記各センサ１１、１１の出力信号に基づいて多方向の荷重及びモーメントを算出する為の演算器の特性を、上記転がり軸受ユニットの特性との関係で適切にする為に製造時に行った、所定の校正作業の信頼性を、十分に保持できる。

［実施の形態の第２例］
図４は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合、中継部材２８ａを構成する本体部３６の軸方向内端部の円周方向一部分には、ハーネス１９ａを引き出す為のハーネス引出し部３８（図１、３参照）を設けていない。その代わりに、上記円周方向一部分から径方向外方に向けて突出する状態で、少なくとも先端部を筒状に構成したコネクタ部４８を設けている。そして、このコネクタ部４８に、図示しないハーネスの一端部に固定したプラグを、（このコネクタ部４８の内側にこのプラグを差し込む態様で）接続可能としている。又、この様に接続した状態で、上記ハーネスを構成する複数本の配線を、上記本体部３６に包埋した図示しない付随電子部品に電気的に接続できる様にしている。その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例の場合と同様である。

本発明の実施の形態の第１例を、車両に組み付けた状態で示す断面図。中継部材を組み付けていない状態で示す斜視図。一部を省略した状態で示す、図１の分解斜視図。本発明の実施の形態の第２例を示す、中継部材の斜視図。物理量測定装置付転がり軸受ユニットの従来構造の１例を、車両に組み付けた状態で示す断面図。エンコーダ及び１対のセンサを外径側から見た図。センサケースの外周面からハーネスを引き出す構成を採用した物理量測定装置付転がり軸受ユニットを、車両に組み付けた状態で示す断面図。

符号の説明

１外輪
２、２ａハブ
３、３ａ転動体
４固定側フランジ
５円筒面部
６小径段部
７回転側フランジ
８スプライン孔
９エンコーダ
１０、１０ａセンサケース
１１センサ
１２芯金
１３エンコーダ本体
１４円筒部
１５円輪部
１６、１６ａセンサホルダ
１７センサ基板
１８リード端子
１９、１９ａハーネス
２０ナックル
２１支持孔
２２ボルト
２３スタッド
２４等速ジョイント用外輪
２５、２５ａスプライン軸
２６ナット
２７付随電子部品
２８、２８ａ中継部材
２９第一円筒部
３０第一円輪部
３１第二円筒部
３２第二円輪部
３３第三円筒部
３４内輪
３５通孔
３６本体部
３７円筒部
３８ハーネス引出し部
３９受側端子
４０配線
４１ａ、４１ｂ防水部材
４２ａ〜４２ｃシールリング
４３ボルト
４４雄ねじ部
４５ねじ孔
４６頭部
４７環状部材
４８コネクタ部

Claims

内周面に外輪軌道を有する外輪相当部材と、外周面に内輪軌道を有する内輪相当部材と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備えた転がり軸受ユニットと、上記外輪相当部材と上記内輪相当部材とのうちで使用時に回転する回転部材に対し支持固定された、この回転部材と同心の被検出面を有するエンコーダと、その検出部をこのエンコーダの被検出面に対向させた状態で、上記外輪相当部材と上記内輪相当部材とのうちで使用時にも回転しない静止部材に対し支持された、少なくとも１個のセンサと、このセンサに接続した状態で使用される、このセンサを機能させる為に必要な付随電子部品とを備えた物理量測定装置付転がり軸受ユニットに於いて、上記センサは、上記静止部材に支持固定されたセンサケースに保持されており、上記付随電子部品は、このセンサケースに着脱可能な中継部材に保持されており、この中継部材は、上記付随電子部品を介して上記センサの出力信号を取り出す為のハーネスを内部から外部に引き出した状態で非分離に結合した構造と、このハーネスの一端部に固定したプラグを着脱可能なコネクタ部を一部に設けた構造とのうちの、何れか一方の構造を有しており、上記センサと上記付随電子部品とは、上記センサケースに上記中継部材を取り付けた状態で互いに接続される事を特徴とする物理量測定装置付転がり軸受ユニット。
センサから導出したリード端子の先端部を、センサケースの外部に突出する状態で設けると共に、付随電子部品に導通する受側端子を、中継部材の一部に設けており、上記センサケースに上記中継部材を取り付けた状態で、上記リード端子の先端部と上記受側端子とが互いに電気的に接触する、請求項１に記載した物理量測定装置付転がり軸受ユニット。
センサケースに中継部材を取り付けた状態で、これらセンサケースと中継部材との間に存在する隙間を通じ、センサと付随電子部品との接続部が存在する空間内に外部から水分が侵入するのを防止する為に、上記隙間を塞ぐ防水部材を設けており、この防水部材は、上記センサケースから上記中継部材を取り外した状態で、これらセンサケースと中継部材とのうちの何れか一方の部材に組み付けられている、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した物理量測定装置付転がり軸受ユニット。
転がり軸受ユニットは、自動車の駆動輪を懸架装置のナックルに対して回転自在に支持する為の駆動輪支持用軸受ユニットであり、
外輪相当部材は、使用時に、上記ナックルに形成した支持孔の内径側にその軸方向内端部を軸方向外側から挿入した状態でこのナックルに支持固定する、静止部材である外輪であり、
内輪相当部材は、使用時に、その軸方向外端部に上記駆動輪を支持固定した状態でこの駆動輪と共に回転する、回転部材であるハブであり、
センサケースは、上記駆動輪支持用軸受ユニットを組み立てた後、上記外輪を上記ナックルに支持固定する前に、この外輪の軸方向内端部に支持固定するものであり、
中継部材は、上記外輪を上記ナックルに支持固定した後、上記支持孔の軸方向内側から上記センサケースに取り付けるものである、
請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した物理量測定装置付転がり軸受ユニット。
センサの出力信号が、静止部材に対する回転部材の回転速度と、これら静止部材と回転部材との間の相対変位と、これら静止部材と回転部材との間に作用する外力とのうちの、少なくとも１種類の物理量を測定する為に利用されるものである、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載した物理量測定装置付転がり軸受ユニット。