JP2009300350A - センサー付き転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＢＳセンサーの固定のため、位置決め機能を高め、信頼性向上を図るセンサー付き転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】磁気エンコーダー部８と対向配置されるＡＢＳセンサー９と、固定される保持部材とを備えるセンサー付き転がり軸受装置であって、ＡＢＳセンサー９は本体軸部９ｂの軸方向の一方側には、この軸方向と直交する方向に突出する係合突片９ｃ、保持部材は板状材から形成され、外輪２ａの外周に圧入嵌装させる円筒嵌装部１０ｄと、磁気エンコーダー部８と所定間隔離れて対向する該円板部１０ａと円筒嵌装部１０ｄを連接させる連接板部、円板部１０ａには係合突片９ｃを有する本体軸部９ｂの一方側が挿通される取付孔１０ｅ、本体軸部９ｂを所定角度軸回転させた状態で、係合突起９ｃの先端を連接板部の内面に圧接させ、この圧接状態で本体軸部９ｂを取付孔１０ｅに圧接させるようにしたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、センサー付き転がり軸受装置に関する。

一般に、自動車のハブユニットには車輪の回転速度を検出する回転速度検出装置（回転検出装置）が取り付けられている。その回転検出装置は、例えば自動車のアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）の情報入力手段として用いられる。

この回転検出装置は、車輪を取り付けるハブと、このハブを内輪側で回転自在に支持し、かつ懸架装置に固定される外輪側を備えた軸受からなる軸受ユニットに使用される。この軸受ユニットの軸受の内輪側における車両インナー側には、回転検出装置を構成する磁気エンコーダーが固定される。外輪側における車両インナー側には、磁気エンコーダーを被覆する環状の保護板が設けられ、この保護板を介在させて磁気エンコーダーと対面配置させたセンサーが設けられている。これによって車輪の回転に伴い回転する磁気エンコーダーの回転変化をセンサーによって検出するように構成されたものが知られている（特許文献１参照）。

特開２００５−２４１３５１号公報

ところが、特許文献１のものは、クリップ部の弾性力によりセンサーのヘッドをクリップオン式に装着したものである。この構造は、クリップ部が弾性変形することによりセンサーを押し付けているため、熱変化や経時的なばね部位の押し付けによりクリープが生じてしまい、センサーを固定する力が低下する。これによって、センサーを安定的に固定することができなくなり、センサーの安定的な出力検出が確保できないことや、センサーのガイド溝とクリップ部は、このクリップ部の弾性力だけで係合されているため、外れやすい問題を有している。

本発明の課題は、ＡＢＳセンサーの固定の安定化を図り、位置決め機能を高め、信頼性向上を図るようにしたセンサー付き転がり軸受装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するために、本発明のセンサー付き転がり軸受装置は、車両固定部材に接続される外輪と、車輪に接続される内輪と、前記内輪と前記外輪との間に介在される転動体と、前記内輪に固定され、周方向で磁気特性が交互に変化する環状の磁気エンコーダー部と、該磁気エンコーダー部の回転による磁気変化を検出するように、前記磁気エンコーダー部と軸方向で対向配置されるＡＢＳセンサーと、該ＡＢＳセンサーが固定され、前記外輪に固定される環状の保持部材とを備えるセンサー付き転がり軸受装置であって、前記ＡＢＳセンサーは本体軸部を有し、該本体軸部の軸方向の一方側には、この軸方向と直交する方向に突出する係合突片が形成され、前記保持部材は板状材から形成され、前記外輪の外周に圧入嵌装させる円筒嵌装部と、前記磁気エンコーダー部と所定間隔離れて対向する円板部と、該円板部と前記円筒嵌装部を連接させる連接板部が形成され、前記円板部には前記係合突片を有する前記本体軸部の一方側が挿通される取付孔が形成され、該取付孔に前記本体軸部の一方側を挿通させ、この本体軸部を所定角度軸回転させた状態で、前記係合突起の先端を前記連接板部の内面に圧接させ、この圧接状態で前記本体軸部を前記取付孔に圧接させるようにしたことを特徴とする。

上記構成とすることにより、取付孔に挿入するＡＢＳセンサーは、軸回転操作だけで固定できるため、装着が容易で作業性がよい。また、保持部材の連接板部に係合突片を圧接した状態でＡＢＳセンサーを固定できるため、簡易な構造でありながら位置決め機能が高められ、固定の安定化を図ることができる。これによってＡＢＳセンサーの固定位置が決められ、磁気変化の検出が損なわれることがなく、信頼性を向上させたセンサー付き転がり軸受装置を提供できる。

しかも、取付孔はＡＢＳセンサーの本体軸部が挿入でき、この本体軸部の外径側が接触できる単純な構造となるため、取付孔の具体的な加工は、簡易なパンチ加工による打ち抜きでよく、保持部材の形状も簡素となり、加工コストが安価である。

上記課題を解決するために、本発明のセンサー付き転がり軸受装置の前記本体軸部の前記係合突片は一対を成して設けられ、前記本体軸部の軸方向の他方側には、圧接固定時に前記取付孔の周りの前記円板部に当接するフランジ部が形成され、前記円板部と前記係合突起との間には、前記円板部に当接される前記フランジ部を、前記円板部に圧接させるようにするクサビ部が介在されることを特徴とする。

上記構成とすることにより、フランジ部および係合突片によって、保持部材の円板部を挟むようにしてＡＢＳセンサーを強固に固定できる。また、ＡＢＳセンサーの固定状態の軸心は変位することなく固定できる。また、軸方向、径方向及び周方向の３方向を、同時に位置決めすることができる構造となる。その結果、さらにＡＢＳセンサーの位置決め機能が高められ、信頼性の向上を図ることができる。

上記課題を解決するために、本発明のセンサー付き転がり軸受装置は、前記係合突起の先端と前記連接板部の内面との圧接箇所において、前記連接板部の内面と、前記係合突起の先端とは面接触させることを特徴とする。

上記構成とすることにより、係合突起の先端と連接板部とは、面接触となるため、接触領域を十分に確保することができることにより、ＡＢＳセンサーの固定が安定する。

以下、本発明の実施の形態につき図面に示す実施例を参照して説明する。図１は、本発明に係るセンサー付き転がり軸受装置の取付状態の断面図、図２は、センサー付き転がり軸受装置の部分断面図である。図１において、センサー付き転がり軸受装置１は、固定輪としての外輪２ａと、回転輪としての内輪２ｂと、該内輪２ｂと外輪２ａとの間に介在される複数列で配列される転動体２ｃから構成される転がり軸受２を備えている。

また、内輪２ｂは図示のごとく軸方向Ｚで分割された２体の別体からなる内輪分割体２ｂ１、２ｂ２で形成されたものであるか、図示しない内輪分割体２ｂ１、２ｂ２を一体化したものであるか、さらには、車両アウター側の内輪分割体２ｂ２と後述するハブ４の圧入軸部４ｃとを一体化させるようにするかは限定されない。また、内輪２ｂと外輪２ａとの間の軸受内部の環状空間室２ｄ内にはグリースが封入される。

この転がり軸受２には、外輪２ａと内輪２ｂとの間の環状空間室２ｄを外部から密封するための密封装置２ｅが設けられる。該密封装置２ｅは転がり軸受２の軸方向Ｚの両端側に設けられる。

転がり軸受２は車両における懸架装置の車両インナー側のナックル、アクスルハウジングなどの車両固定部材３の取付口３ａに接続される。この接続は転がり軸受２の外輪２ａを取付口３ａ内に挿入して嵌装するとともに、外輪２ａから外方へ突設されるフランジ部２ａ１をボルト・ナットなどの締結部材２ｆを介して車両固定部材３の取付口３ａの周辺面（車両アウター側）に固定させている。

転がり軸受２の内輪２ｂはハブ４と接続されている。ハブ４は車両アウター側に車輪(図示せず)を装着するためのハブボルト４ａを有している。ハブ４の車両インナー側には、転がり軸受２の内輪２ｂに圧入嵌装される圧入軸部４ｂを有しており、該圧入軸部４ｂを内輪２ｂに圧入してハブ４を内輪２ｂとともに回転可能に設けている。ハブ４は、ドライブシャフト５に対しスプライン結合され、ドライブシャフト５の一端側をハブ４の圧入軸部４ｂに形成される挿通孔４ｃに通し、この端部にナット６を螺合することにより固定されている。本例は駆動輪側であるも、ドライブシャフト５と接続されない従動輪側でも適用できる。

転がり軸受２の車両インナー側端部には、車輪の回転変化を検出する回転検出装置７が取付られている。回転検出装置７は、図２に示すように、磁気エンコーダー部８と、該磁気エンコーダー部８の回転による磁気変化を検出するＡＢＳセンサー９と、該ＡＢＳセンサー９を固定する保持部材としてのカバー体１０とから構成されている。

磁気エンコーダー部８は、図３に示すように、異なる極性の磁極（Ｎ極，Ｓ極）が周方向Ｙに交互並んで形成される。そして、磁気エンコーダー部８は、図１、２に示すように、転がり軸受２の内輪２ｂの外周に圧入外嵌され、車両インナー側端部で固定されている。

ＡＢＳセンサー９は磁気エンコーダー部８の回転による磁気変化を検出する検出体９ａ（例えば、ホールＩＣ、ホール素子、又は磁気抵抗素子）を、樹脂モールドによってパケージングしている。そして、ＡＢＳセンサー９は、図１、２に示すように、保持部材としてのカバー体１０に固定される。

ＡＢＳセンサー９は、図４に示すように、円柱状に形成される本体軸部９ｂを有している。該本体軸部９ｂの軸方向Ｚ１の一方側には、軸方向Ｚ１と直交する方向に突出する板状の係合突片９ｃが形成されている。この係合突片９ｃは軸方向Ｚ１と直交する方向で一対をなすように設けられる。また、本体軸部９ｂの軸方向Ｚ１の他方側には、軸方向Ｚ１と直交する方向に突出する板状のフランジ部９ｄが形成される。

カバー体１０は、図２、３に示すように、鋼板、ステンレス鋼板等の板金材としての板状材で、全体形状を円環状となすように形成される。このカバー体１０は、転がり軸受２の車両インナー側端部に固定される磁気エンコーダー部８を覆う円環状の円板部１０ａを有している。

この円板部１０ａの外径端１０ａ１から曲げられて軸方向Ｚ（車両アウター側）に所定寸法で延びる円筒部１０ｂが連続形成され、この円筒部１０ｂの軸端１０ｂ１から曲げられて径方向Ｘ外方側に所定寸法で延びる壁部１０ｃが連続形成され、さらに、この壁部１０ｃの外径端１０ｃ１から所定寸法で折り曲げられて軸方向Ｚ（車両アウター側）の延びる円筒嵌装部１０ｄが連続形成されている。このように構成されるカバー体１０の円板部１０ａと円筒嵌装部１０ｄとを連接させる円筒部１０ｂ、壁部１０ｃを連接板部となしている。なお、円板部１０ａの内径側には、ラビリンス筒部１０ｆが形成されている。このラビリンス筒部１０ｆは軸方向Ｚ（車両インナー側）に突出し、ドライブシャフト５の外周面との間に隙間が形成され、ラビリンス作用によって当該箇所からの泥水の浸入を防止するようにしている。

この円筒嵌装部１０ｄは、転がり軸受２の外輪２ａの外周に圧入外嵌され、カバー体１０を転がり軸受２に固定するようにしている。また、壁部１０ｃは外輪２ａの端面２ａ２に当接されることにより、カバー体１０の軸方向Ｚの位置決めがなされ、かつ磁気エンコーダー部８を覆う円板部１０ａと磁気エンコーダー部８との間に所定の間隔Ｌが設けられるようにしている。このように、カバー体１０は、プレス加工で製作できるため、ＡＢＳセンサー９にける加工コストが安価となる。

また、カバー体１０の円板部１０ａには、図３に示すように、係合突片９ｃを有する本体軸部９ｂの一方側が挿通される取付孔１０ｅが形成されている。この取付孔１０ｅは本体軸部９ｂの外径側との間で微小な隙間を有するように設定された内径寸法で形成される円孔部１０ｅ１と、転がり軸受２の軸中心ＣＬと直交する径方向Ｘと平行とされ、円孔部１０ｅ１における半径方向Ｘ１の外方に連続するように、係合突片９ｃの通過を許容する一対の突片通過孔１０ｅ２がパンチ加工による打ち抜きによって形成されている。この円孔部１０ｅ１は後述するようにＡＢＳセンサー９の位置決めを行う箇所でもある。

そして、ＡＢＳセンサー９は、図８に示すように、係合突片９ｃを有する本体軸部９ｂの一方側からカバー体１０における円板部１０ａの取付孔１０ｅに挿通させ、ＡＢＳセンサー９の検出体９ａを、磁気エンコーダー部８の磁気変化を検出可能な位置に配置させるようにしている。

この位置でのＡＢＳセンサー９の固定は、本体軸部９ｂを所定角度軸回転（本例では９０度）させた状態で、係合突起９ｃの先端９ｃ１を、カバー体１０の連接板部としての円筒部１０ｂの内面１０ｂ１に圧接させている。このことによって、本体軸部９ｂが取付孔１０ｅとの間の微小な隙間分だけ軸中心ＣＬ側に移動し、本体軸部９ｂの外径側が取付孔１０ｅの内周縁に圧接される。この圧接状態は、円筒部１０ｂの内径寸法、係合突片９ｃの突出長さなどを設定することが可能となる。例えば、本体軸部９ｂの外径側から係合突片９ｃの先端９ｃ１までの寸法Ｌ１に対して、取付孔１０ｅの円孔部１０ｅ１の内周縁から円筒部１０ｂの内面１０ｂ１までの寸法Ｌ２を短くして、係合突起９ｃの先端９ｃ１と、円筒部１０ｂの内面１０ｂ１との間に所定の締め代を具有させるようにしている。

また、図７に示すように、円筒部１０ｂの内面１０ｂ１は円状であって、その一部分は円弧面であり、この円弧面に対して当接する係合突片９ｃの先端９ｃ１の面形状を、円弧面と合致させるような面形状に形成して、その当接箇所を面接触状態となしている。また、係合突片９ｃの先端９ｃ１の面形状と、円筒部１０ｂの内面１０ｂ１の一部の当接箇所の面形状は円弧面状に限定されず、例えば平坦面状、楕円面状などの形状で形成してもよい。

また、ＡＢＳセンサー９の係合突起９ｃ、若しくは円板部１０ａの内方側の裏面のいずれか一方に、クサビ部１１を設けている。図６、７に示すように、本例では円板部１０ａ側に設けている。このクサビ部１１は軸方向Ｚにおける車両アウター側に突出させている。

このクサビ部１１は、ＡＢＳセンサー９を軸回転させたときに、本体軸部９ｂから突出形成される係合突起９ｃがクサビ部１１上に乗り上げることが可能となるように半球状に突出形成されている。さらに、このクサビ部１１は、図８に示すように、係合突起９ｃが乗り上げられたときに、一対の係合突起９ｃを軸方向Ｚにおける車両アウター側へ押圧させることとなり、ＡＢＳセンサー９の本体軸部９ｂに形成されるフランジ部９ｄを円板部１０ａの取付孔１０ｅの周囲に圧接させるようにしている。

また、クサビ部１１の形成位置を係合突起９ｃ側に設けると、ＡＢＳセンサー９の軸回転操作において、このクサビ部１１が円板部１０ａの内方側に直ちに接触し、最終的な固定位置まで接触状態が維持されるため、これに対応した軸回転操作力を必要とすることとなる。これに対して、円板部１０ａの内方側にクサビ部１１を設ける場合には、係合突起９ｃがクサビ部１１に乗り上がるまでは、そのような操作力を必要としないので好ましい。また、ＡＢＳセンサー９が圧接状態で固定されるときに、クサビ部１１と接触する箇所、本例では係合突起９ｃの平坦面９ｃ２の一部を凹状に形成することもできる。

次に、ＡＢＳセンサー９を保持部材としてのカバー体１０へ取り付ける状態について説明する。図５に示すように、ＡＢＳセンサー９の本体軸部９ｂの一方側を、カバー体１０における円板部１０ａの取付孔１０ｅに挿入させ、本体軸部９ｂの一方側に形成される係合突片９ｃを円板部１０ａの内方に位置させる。

その後、ＡＢＳセンサー９を軸回転させることにより、図７に示すように、係合突片９ｃの先端９ｃ１の一部が連接板部としての円筒部１０ｂの内面１０ｂ１に接触する。この状態からさらに同方向に対して軸回転させながら、係合突片９ｃの先端９ｃ１と円筒部１０ｂの内面１０ｂ１との接触領域を拡大させるように、内面１０ｂ１と係合突片９ｃの先端９ｃ１の先端面とが合致して当接するまで、軸回転させる。

かかる当接状態となすことによって、この当接箇所が圧接状態となるため、一対の係合突片９ｃに、該係合突片９ｃの突出方向とは逆方向に均等に軸力Ｆが加わることとなって、ＡＢＳセンサー９における本体軸部９ｂの外径側が取付孔１０ｅの円孔部１０ｅ１の内周縁に押し付けられて、当該位置で径方向Ｘ及び周方向Ｙに固定されることとなる。

また、この固定状態では、係合突片９ｃと、円板部１０ａとの間に、図８に示すように、クサビ部１１が介在されることによって、ＡＢＳセンサー９のフランジ部９ｄが取付孔１０ｅの周りの円板部１０ａに圧接されることとなり、この結果、軸方向Ｚでの位置決めが固定でき、ＡＢＳセンサー９の軸方向Ｚ、径方向Ｘ及び周方向Ｙの３方向に対する位置決めが強固かつ持続的に固定保持される。

本発明に係るセンサー付き転がり軸受装置の取付状態の断面図。 センサー付き転がり軸受装置の部分断面図。 カバー体と磁気エンコーダ部を示す斜視図。 ＡＢＳセンサーの斜視図。 カバー体とＡＢＳセンサーを示す斜視図。 図５のＡ―Ａ断面図。 ＡＢＳセンサーの軸回転操作を示す図。 カバー体にＡＢＳセンサーを固定した状態を示す図。

符号の説明

２ａ 外輪
２ｂ 内輪
２ｃ 転動体
８ 磁気エンコーダー部
９ ＡＢＳセンサー
９ｂ 本体軸部
９ｃ 係合突片
９ｃ１ 先端
９ｄ フランジ部
１０ カバー体（保持部材）
１０ａ 円板部
１０ｄ 円筒嵌装部
１０ｅ 取付孔
１１ クサビ部
Ｘ 径方向
Ｙ 周方向
Ｚ 軸方向

Claims (3)

1. 車両固定部材に接続される外輪と、車輪に接続される内輪と、前記内輪と前記外輪との間に介在される転動体と、前記内輪に固定され、周方向で磁気特性が交互に変化する環状の磁気エンコーダー部と、該磁気エンコーダー部の回転による磁気変化を検出するように、前記磁気エンコーダー部と軸方向で対向配置されるＡＢＳセンサーと、該ＡＢＳセンサーが固定され、前記外輪に固定される環状の保持部材とを備えるセンサー付き転がり軸受装置であって、
   前記ＡＢＳセンサーは本体軸部を有し、該本体軸部の軸方向の一方側には、この軸方向と直交する方向に突出する係合突片が形成され、
   前記保持部材は板状材から形成され、前記外輪の外周に圧入嵌装させる円筒嵌装部と、前記磁気エンコーダー部と所定間隔離れて対向する円板部と、該円板部と前記円筒嵌装部を連接させる連接板部が形成され、
   前記円板部には前記係合突片を有する前記本体軸部の一方側が挿通される取付孔が形成され、
   該取付孔に前記本体軸部の一方側を挿通させ、この本体軸部を所定角度軸回転させた状態で、前記係合突起の先端を前記連接板部の内面に圧接させ、この圧接状態で前記本体軸部を前記取付孔に圧接させるようにしたことを特徴とするセンサー付き転がり軸受装置。
2. 前記本体軸部の前記係合突片は一対を成して設けられ、前記本体軸部の軸方向の他方側には、圧接固定時に前記取付孔の周りの前記円板部に当接するフランジ部が形成され、
   前記円板部と前記係合突起との間には、前記円板部に当接される前記フランジ部を、前記円板部に圧接させるようにするクサビ部が介在されることを特徴とする請求項１に記載のセンサー付き転がり軸受装置。
3. 前記係合突起の先端と前記連接板部の内面との圧接箇所において、前記連接板部の内面と、前記係合突起の先端とは、面接触させることを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサー付き転がり軸受装置。

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