JP3500713B2 - 回転速度検出装置付転がり軸受ユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明に係る回転速度検出装置
付転がり軸受ユニットは、自動車の車輪を懸架装置に回
転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度を検出す
る為に利用する。 【０００２】 【従来の技術】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、アンチロックブレーキシステム
（ＡＢＳ）、或はトラクションコントロールシステム
（ＴＣＳ）を制御する為に、この車輪の回転速度を検出
する為の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットとし
て、例えば米国特許第４９０７４４５号明細書には、図
７に示す様なユニットが記載されている。 【０００３】この図７に示した回転速度検出装置付転が
り軸受ユニットは、外端部（図７の左端部）に車輪固定
用のフランジ部１を有し、中間部外周面に第一の内輪軌
道２ａを形成したハブ３と、外周面に第二の内輪軌道２
ｂを有し、このハブ３の中間部外周面に外嵌された内輪
部材４と、上記ハブ３の内端部（図７の右端部）外周面
に形成された雄ねじ部５に螺合し、螺合に伴って上記内
輪部材４の内端面を押圧し、この内輪部材４をハブ３の
外周面の所定位置に固定するナット６と、図示しない懸
架装置に支持する為の取付部７を外周面に有し、内周面
に複列の外輪軌道８ａ、８ｂを形成した外輪部材９と、
上記ハブ３と外輪部材９との間に設けられた複数の転動
体１０、１０とを有する。そして、懸架装置に支持され
る外輪部材９の内側に、車輪を固定するハブ３を回転自
在に支持する。 【０００４】上記内輪部材４の内半部には、円筒状のト
ーンホイール１１を外嵌固定している。このトーンホイ
ール１１の内端面（車両への組み付け状態で幅方向内側
になる端面を言い、図７の右端面）には凹凸部１２を形
成する事により、この内端面の磁気特性を、円周方向に
亙って交互に、且つ等間隔で変化させている。尚、この
凹凸部１２のうちの凹部は、特許請求の範囲に記載した
除肉部に相当する。又、上記外輪部材９の内端開口部
に、この開口部を覆った状態で装着したカバー１３には
センサ１４を固定し、このセンサ１４の外端面を上記凹
凸部１２に対向させている。 【０００５】上述した様な回転速度検出装置付転がり軸
受ユニットの使用時には、ハブ３の外端部に設けられた
フランジ部１に固定された車輪を、外輪部材９を支持し
た懸架装置に対して回転自在に支持する。又、車輪の回
転に伴って、内輪部材４に外嵌固定したトーンホイール
１１が回転すると、このトーンホイール１１の内端面に
形成した凹凸部１２と対向したセンサ１４の出力が変化
する。このセンサ１４の出力が変化する周波数は車輪の
回転速度に比例する為、センサ１４の出力信号を図示し
ない制御器に入力すれば、上記車輪の回転速度を求め、
ＡＢＳやＴＣＳを適切に制御できる。 【０００６】ところが、上述の様に構成され作用する従
来の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合に
は、小型化が難しく、搭載可能な車種が比較的大型の自
動車に限られた。即ち、車輪の回転速度検出を行なうべ
く、トーンホイール１１の内端面に形成した凹凸部１２
にセンサ１４を、軸方向に亙り対向させている為、回転
速度検出部分の軸方向に亙る寸法が大きくなる事が避け
られなかった。 【０００７】特に、比較的安価な装置の場合には、トー
ンホイール１１として（永久磁石製ではなく）単なる磁
性材製のものを使用し、このトーンホイール１１に対向
するセンサ１４として、磁性材製の芯材にコイルを巻回
した、所謂パッシブ型のものを使用する。この様なパッ
シブ型のセンサ１４の場合には、センサ１４の出力を確
保すべく上記コイルの巻き数を多くする等の為に、この
センサ１４の軸方向に亙る寸法も或る程度大きくなる。
従って、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの軸方
向寸法が大きくなる程度も著しくなる。 【０００８】回転速度検出装置付転がり軸受ユニットと
してはこの他にも、特開平１−１７５５０２号公報、実
開平３−９９６７６号公報に記載されたものが、従来か
ら知られている。これら各公報に記載された構造の場合
には、トーンホイールの内周面又は外周面の磁気特性を
円周方向に亙って変化させ、この内周面又は外周面にセ
ンサの検出部を対向させている。ところが、これら各公
報に記載された構造の場合には、パッシブ型センサの芯
材を軸方向に配置している為、必ずしも十分な小型化を
図れない。 【０００９】更に、実開平４−３６１２１号公報には、
外輪部材と共に回転するトーンホイールの内周面とセン
サとを対向させる構造が記載されている。ところが、こ
の公報に記載された構造の場合には、前提とする構造
が、本発明が対象とする構造と異なり、使用状態が限ら
れる。 【００１０】 【先発明の説明】この様な問題に対処する為の構造とし
て本出願人は先に、軸方向に亙る寸法を小さくして、小
型自動車等設置スペースが限られた車両への組み付けも
可能となり、車両設計の容易化を図れる構造を提案した
（実願平５−４８３６５号）。図８〜９は、この先発明
に係る回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを示して
いる。ハブ３の外端部（車両への組み付け状態で幅方向
外側になる端部を言い、図８の左端部）外周面には、車
輪を固定する為のフランジ部１を形成し、中間部外周面
には、第一の内輪軌道２ａと段部１５とを形成してい
る。又、このハブ３の外周面には、その外周面に同じく
第二の内輪軌道２ｂを形成した内輪部材４を、その外端
面（図８の左端面）を上記段部１５に突き当てた状態
で、外嵌支持している。尚、上記第一の内輪軌道２ａ
は、ハブ３の外周面に直接形成する代りに、ハブ３とは
別体の内輪部材（図示せず）に形成し、この内輪部材と
上記内輪部材４とを、ハブ３に外嵌固定する場合もあ
る。 【００１１】又、ハブ３の内端寄り部分には雄ねじ部１
６を形成している。この雄ねじ部１６にはナット６を螺
合し、更に緊締する事で、上記内輪部材４をハブ３の外
周面の所定部分に固定している。ハブ３の周囲に配置さ
れた外輪部材９の中間部外周面には、この外輪部材９を
懸架装置に固定する為の取付部７を設けている。又、こ
の外輪部材９の内周面には、それぞれが上記第一、第二
の内輪軌道２ａ、２ｂに対向する、外輪軌道８ａ、８ｂ
を形成している。そして、第一、第二の内輪軌道２ａ、
２ｂと１対の外輪軌道８ａ、８ｂとの間に、それぞれ複
数の転動体１０、１０を設けて、外輪部材９の内側での
ハブ３の回転を自在としている。 【００１２】又、上記外輪部材９の外端部内周面と、ハ
ブ３の外周面との間には、シールリング１７を装着し
て、外輪部材９の内周面と上記ハブ３の外周面との間に
存在し、上記複数の転動体１０、１０を設けた空間の外
端開口部を塞いでいる。又、上記ハブ３の内端部で、前
記雄ねじ部１６よりも更に内端側に位置し、且つ、前記
ナット６の内端面から突出した部分の外周面には、軸方
向に亙って太さが変化しない円筒面部２２を形成し、こ
の円筒面部２２にトーンホイール１８を支持している。
円筒面部２２の外径は上記雄ねじ部１６の谷径よりも小
さい。 【００１３】上記トーンホイール１８は、鋼板等の磁性
金属板に、プレス加工、絞り加工等の塑性加工を施す事
により造られる。このトーンホイール１８は、小径の内
側円筒部１９と、大径でこの内側円筒部１９と同心の外
側円筒部２０と、両円筒部１９、２０同士を連続させる
円輪部２１とから成り、断面クランク形で全体を円輪状
に形成している。そして、上記外側円筒部２０には除肉
部である複数の透孔２３を、円周方向に亙って等間隔で
形成する事により、上記外側円筒部２０の外周面の磁気
特性を、円周方向に亙って交互に且つ等間隔で変化させ
ている。この様なトーンホイール１８は、上記内側円筒
部１９を上記ハブ３の内端部に形成した円筒面部２２に
外嵌する事で、ハブ３に対し固定している。この様にト
ーンホイール１８をハブ３に固定した状態で、上記外側
円筒部２０は、上記ナット６の周囲に位置する。 【００１４】一方、外輪部材９の内端開口部はカバー２
４で塞ぐ事により、この内端開口部から外輪部材９内へ
の塵芥や雨水の進入防止を図っている。このカバー２４
は、ステンレス鋼板等の金属板を絞り加工する等により
造られている。このカバー２４は、外端部が開口してお
り、外周面の開口寄り部分には、フランジ状の係止突条
２５を有する。カバー２４の開口部の自由状態での外径
は、外輪部材９の内端開口部の内径と同じか、これより
も僅かに大きくしている。この結果、上記カバー２４の
開口寄り部分は、上記係止突条２５が外輪部材９の内端
面に突き当たる迄、上記外輪部材９の内端開口部に内嵌
自在である。 【００１５】そして、このカバー２４内にパッシブ型の
センサ１４を、位置規制した状態で保持固定している。
このセンサ１４の出力信号は、上記カバー２４の外面に
設けたコネクタ２６に接続した導線（図示せず）を通じ
て取り出される。又、このセンサ１４の検出部２７は、
上記カバー２４の直径方向内方に向いている。この検出
部２７は、上記カバー２４を前記外輪部材９の内端部に
嵌合固定した状態で、上記外側円筒部２０の外周面に、
０．５〜１．０mm程度の微小隙間２８を介して対向す
る。更に、上記センサ１４を構成する芯材は、上記トー
ンホイール１８の円周方向（図８〜９の表裏方向）に亙
って配置している。この芯材の少なくとも一端は、直径
方向内側に曲げて上記検出部２７とし、上記トーンホイ
ール１８の外周面に近接対向させている。 【００１６】上述の様に構成される先発明に係る回転速
度検出装置付転がり軸受ユニットにより、懸架装置に対
して車輪を回転自在に支持すると共に、ハブ３のフラン
ジ部１に固定された車輪の回転速度を検出する際の作用
自体は、前述した従来の回転速度検出装置付転がり軸受
ユニットと同様である。 【００１７】特に、先発明の回転速度検出装置付転がり
軸受ユニットの場合、パッシブ型で長さ寸法が或る程度
嵩むセンサ１４を、トーンホイール１８の直径方向外側
に配置し、しかも円周方向に長く配置できる為、回転速
度検出装置付転がり軸受ユニットの軸方向並びに直径方
向に亙る寸法を小さくして、小型自動車等の限られた空
間にも設置可能となる。 【００１８】 【発明が解決しようとする課題】上述の様に構成される
先発明に係る回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの
場合、軸方向に亙る寸法を小さくして、小型自動車等設
置スペースが限られた車両への組み付けも可能となり、
車両設計の容易化を図れる、と言った、従来構造に比べ
て優れた効果を得られるが、依然として次に述べる様な
点を改良する事が望まれている。 【００１９】即ち、ハブ３に固定された車輪の回転速度
検出を確実に行わせる為には、センサ１４の出力を高く
（出力電圧の変化量を大きく）する事が好ましい。一
方、ヨーク或はポールピースを通過する磁束の密度変化
に伴って電圧を変化させる、パッシブ型のセンサ１４の
出力を大きくする為には、このセンサ１４を大型化する
か、或はこのセンサ１４に組み込まれた永久磁石の磁束
密度を高くする（磁力を強くする）必要がある。 【００２０】一方、上記センサ１４を設置可能な空間は
限られており、このセンサ１４の大型化には限度があ
る。又、永久磁石の磁束密度を高くする事も限界がある
だけでなく、小型で断面積が小さなヨーク或はポールピ
ースしか持たないセンサ１４に、単に磁束密度が高い永
久磁石を組み込んでも、これらヨーク或はポールピース
内で磁束が飽和し易くなる。そして、磁束が飽和した場
合には、トーンホイール１８の回転に伴う磁束密度の変
化量が少なくなって、センサ１４の出力が却って低下し
てしまう。本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニ
ットは、この様な事情に鑑みて発明したもので、狭い設
置空間に組み込み可能で、しかもセンサの出力を十分に
大きくできる構造を得させるものである。 【００２１】 【課題を解決する為の手段】本発明の回転速度検出装置
付転がり軸受ユニットは、前述した従来或は先発明の回
転速度検出装置付転がり軸受ユニットと同様に、内周面
に外輪軌道を有する、回転しない外輪と、外周面に内輪
軌道を有する、使用時に回転する内輪と、上記外輪軌道
と内輪軌道との間に設けられた複数の転動体と、上記外
輪に支持されて回転しないセンサと、上記内輪に支持さ
れて使用時に回転する磁性材製のトーンホイールとを備
えている。 【００２２】特に、本発明の回転速度検出装置付転がり
軸受ユニットに於いては、上記トーンホイールは、上記
内輪と同心の円筒部と、この円筒部に円周方向に亙って
等間隔に形成した除肉部とを備える。又、上記センサ
は、永久磁石と、磁性材製のポールピースと、コイルと
を備える。このうちの永久磁石は、全体を円輪状に形成
されて、その内周面を上記トーンホイールの外周面に微
小隙間を介して対向させている。又、この永久磁石は、
直径方向に亙り着磁され、且つ、少なくともその内周面
には、それぞれが上記除肉部と同数のＳ極とＮ極とを交
互に、且つ、等間隔で配置している。又、上記ポールピ
ースは、この永久磁石の外周面にその一部を近接若しく
は当接させた円筒状の保持部と、この保持部の端部から
直径方向内側に折れ曲がった折れ曲がり部とを備える。
又、この折れ曲がり部の内周縁部は、直接若しくはこの
内周縁部から連続する内側円筒部の内周面を介して、上
記トーンホイールの一部に、微小隙間を介して対向して
いる。又、上記コイルは、上記内輪と同心の円環状に形
成されて、上記ポールピースの周面の一部で、上記永久
磁石と上記折れ曲がり部との間部分に添設されている。
そして、上記トーンホイールの外周面で上記除肉部を形
成した部分は、上記永久磁石の内周面に対向している。 【００２３】 【作用】上述の様に構成される本発明の回転速度検出装
置付転がり軸受ユニットによれば、センサを限られた空
間に設置可能にし、しかもこのセンサの出力を十分に大
きくして、車輪等、内輪と共に回転する部材の回転速度
検出を確実に行える。即ち、本発明の回転速度検出装置
付転がり軸受ユニットを構成する永久磁石、ポールピー
ス、及びコイルは、それぞれトーンホイールの全周を囲
む円環状に形成されている為、上記ポールピースの内部
を流れる磁束の量を、このポールピース全体として十分
に多くできる。従って、このポールピースを通過する磁
束の密度変化に対応する、上記コイルの電圧変化も十分
に大きくできる。 【００２４】 しかも、上記永久磁石の内周面にそれぞ
れ除肉部と同数ずつ等間隔で配置したＳ極とＮ極とは、
同じ極が同時にトーンホイールの円筒部に円周方向に亙
って等間隔に形成した上記除肉部（或は隣り合う除肉部
同士の間部分）に対向する。そして、総てのＳ極が隣り
合う除肉部同士の間部分に対向した状態では、トーンホ
イールから永久磁石に向けて磁束が流れるのに対して、
総てのＮ極が隣り合う除肉部同士の間部分に対向した状
態では、永久磁石からトーンホイールに向けて磁束が流
れる。この結果、総てのＳ極が除肉部に対向した瞬間
と、総てのＮ極が除肉部に対向した瞬間とで、上記ポー
ルピース内の磁束の流れ方向が逆になる。この結果上記
コイルに、電圧の正負が交互に逆になる交流が発生す
る。そして、センサの出力の最大値と最小値との差が大
きくなって、上記回転速度検出の確実性がより一層向上
する。 【００２５】 以上に述べた様に本発明の回転速度検出
装置付転がり軸受ユニットは、ポールピースと、このポ
ールピースに流れる磁束の密度変化に伴って電圧を変化
させるコイルとを、トーンホイールの周囲にその全周に
亙って設け、しかも上記ポールピースを流れる磁束の流
れ方向を、その全周に亙って同時に変化させる。この
為、軸方向に亙る寸法を小さくして、小型自動車等設置
スペースが限られた車両への組み付けも可能となり、車
両設計の容易化を図れるだけでなく、センサの出力を大
きくして、転がり軸受により支持された車輪等の回転速
度の精度並びに信頼性を向上させる事ができる。 【００２６】 【実施例】図１〜６は本発明の第一実施例を示してい
る。尚、本発明の特徴は、内輪に相当するハブ３の回転
速度を検出する為の回転速度検出装置部分にあり、転が
り軸受ユニット部分の構造及び作用は、前述した先発明
に係る回転速度検出装置付転がり軸受ユニットと同様で
ある。よって、先発明と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、本発明の
特徴部分を中心に説明する。 【００２７】トーンホイール２９は、鋼板等の磁性金属
板により造られ、互いに同心である小径部３０と大径部
３１とを段部３２により連続させて、全体を円筒状に形
成している。このうちの小径部３０が、特許請求の範囲
に記載した円筒部に対応する。この様なトーンホイール
２９は、上記大径部３１を内輪部材４の端部外周面に外
嵌し、上記段部３２をこの内輪部材４の端縁部に当接さ
せた状態で、この内輪部材４に支持固定している。従っ
て上記小径部３０は、上記内輪部材４と同心に支持され
る。そして、この小径部３０に、除肉部である複数の透
孔３３を、円周方向に亙って等間隔に形成している。各
透孔３３は同形状で、例えば軸方向（図１、２、３、
５、６の左右方向）に長い矩形としている。尚、上記内
輪部材４及びこの内輪部材４を外嵌固定したハブ３が、
特許請求の範囲に記載した内輪に相当する。 【００２８】外輪部材９の内端開口部は、ステンレス鋼
板、アルミニウム合金板等の金属板を絞り加工する等に
より造られた、カバー３４で塞いでいる。このカバー３
４の形状は、前述した先発明の構造に組み込まれたカバ
ー２４（図８〜９）の形状と異なり、全周に亙り同じ形
状（中心軸に対して対称な形状）としている。又、カバ
ー３４の開口端部を外輪部材９の内端開口端部に外嵌す
る事で、このカバー３４を外輪部材９に連結支持してい
る。従って図示の実施例の場合には、図８〜９に示した
先発明の構造に比べて、カバー３４の内周面とトーンホ
イール２９の小径部３０の外周面との間隔が大きくな
り、直径方向に亙る厚さ寸法が大きいセンサ３５の設置
が可能になる。但し、用途によって、センサ３５の厚さ
寸法がそれ程必要でない場合には、前記図８〜９に示し
た従来構造の様に、カバーの開口端部を外輪部材９の内
端開口部に内嵌固定しても良い。 【００２９】尚、本発明の場合に上記カバー３４は、次
述するセンサ３５を構成する永久磁石３６からの磁束を
流す為に使用する事はない。従ってこのカバー３４の材
質は、前述した従来例及び先発明の場合とは異なり、好
ましくは、合成樹脂、アルミニウム合金、銅等の非磁性
材とする。従って、ステンレス鋼板により造る場合も、
非磁性のものを使用する事が、磁束の漏洩防止の面から
は好ましい。その他は、先発明に組み込まれたカバー２
４と同様である。そして、このカバー３４の内側に、全
体を円環状に形成されたパッシブ型のセンサ３５を内嵌
固定し、このセンサ３５の内周面と上記トーンホイール
２９を構成する小径部３０の外周面とを、微小隙間２８
を介して対向させている。 【００３０】このセンサ３５は、永久磁石３６と、鋼板
等の磁性材により造られたポールピース３７と、コイル
３８とを備えている。そして、これら各部材３６、３
７、３８を合成樹脂４１中に包埋する事により、全体を
円環状に構成している。このうちの永久磁石３６は、図
４に示す様に全体を円輪状に形成され、直径方向に亙り
着磁されている。着磁方向は、円周方向に亙って交互
に、且つ等ピッチで変化させている。着磁方向が変化す
る回数（Ｓ極とＮ極との境界の数）は、前記トーンホイ
ール２９に形成した透孔３３の数の２倍としている。従
って、上記永久磁石３６の内周面と外周面とには、それ
ぞれ上記透孔３３と同数のＳ極及びＮ極が、それぞれこ
の透孔３３と同ピッチで存在する。 【００３１】尚、上記永久磁石３６としては、単位面積
当り高磁束密度を得られる希土類磁石を使う事が考えら
れる。但し、本発明の構造の場合には、単位面積当りの
磁束密度がそれほど高くなくても、センサ３５全体での
磁束の量を多くして、センサ３５の出力を十分に大きく
できる。従って、上記永久磁石３６として、合成樹脂中
にフェライトを混入したプラスチック磁石、或は一般的
なフェライト磁石の様に、安価なものを使用して、製作
費の低減を図る事も可能である。 【００３２】又、上記ポールピース３７は、断面がＬ字
形若しくはＪ字形（図示の実施例はＪ字形）で、全体を
円環状に造られている。即ち、このポールピース３７
は、円筒状の保持部３９と、この保持部３９の一端（図
１〜３の右端）から直径方向内側に折れ曲がった折れ曲
がり部４０とを備える。図示の実施例の場合には、この
折れ曲がり部４０の内周縁部を上記保持部３９と同方向
に折り曲げる事で内側円筒部４２を形成し、この内側円
筒部４２の内周面を前記トーンホイール２９の先端部
（図１、２、３、５、６の右端部）外周面に対向させて
いる。尚、この様に内側円筒部４２の内周面が対向す
る、上記トーンホイール２９の先端部には、好ましくは
上記複数の透孔３３を形成せず、単なる磁性材製の円筒
面部とする。 【００３３】この様に、ポールピース３７に内側円筒部
４２を形成し、この内側円筒部４２をトーンホイール２
９の一部で透孔３３から外れた部分に対向させるのは、
これらポールピース３７とトーンホイール２９との間の
磁気抵抗を低く抑え、前記センサ３５の出力を確保する
為である。即ち、上記ポールピース３７の内周縁とトー
ンホイール２９との間には、磁束の流れに対する抵抗と
なる微小隙間２８が存在し、この微小隙間２８部分で磁
気強度が劣化する事が避けられない。この様に磁気強度
が劣化する程度は、磁束が流れ得る面積（磁束流路面
積）が狭い程著しくなる。そこで、この磁束流路面積を
確保して上記磁気強度の劣化を防止すべく、上記内側円
筒部４２を形成すると共に、この内側円筒部４２をトー
ンホイール２９の一部で透孔３３から外れた部分に対向
させる。 【００３４】尚、図示の実施例では、折れ曲がり部４０
に対して内側円筒部４２を、保持部３９と同方向に折り
曲げる事により、ポールピース３７の断面形状を略Ｊ字
形に形成している。これに対し、上記折れ曲がり部４０
に対して内側円筒部４２を、保持部３９と逆側（図１〜
３の右側）に折り曲げる事により、ポールピース３７の
断面形状をクランク形に形成する事もできる。この場
合、ポールピース３７及びこのポールピース３７を含む
センサ３５の軸方向（図１〜３の左右方向）に亙る長さ
寸法が多少大きくなるが、その他の作用効果は同様に得
られる。 【００３５】但し、本発明の回転速度検出装置付転がり
軸受ユニットは、センサ３５全体を円環状に構成して、
上記ポールピース３７及びトーンホイール２９の全周に
亙って磁束を流す様に構成している為、上記考慮を行な
わなくても、従来構造に比べて磁束が流れ得る面積が広
くなり、十分に大きな磁気強度を確保できる。従って、
用途によっては、（内側円筒部４２を設けた場合に比べ
て多少出力が小さくはなるが）上記内側円筒部４２を省
略して、前記折れ曲がり部４０の内周縁を上記トーンホ
イール２９の外周面に対向させる事もできる。同様に、
微小隙間２８を介して上記内側円筒部４２の内周面或は
上記折れ曲がり部４０の内周縁と対向する部分に、透孔
３３等の除肉部が存在しても、用途によっては実用性を
確保できる。 【００３６】更に、前記コイル３８は、円環状に形成さ
れて、上記ポールピース３７の内周面の一部で、上記永
久磁石３６と上記折れ曲がり部４０の間部分に添設され
ている。このコイル３８に惹起される起電力は、カバー
３４の外面に突設したコネクタ２６から取り出す。従っ
て、上記ポールピース３７の一部には通孔（図示せず）
を形成し、この通孔に、上記コイル３８とコネクタ２６
とを結ぶ導線を挿通している。尚、上記コイル３８に起
電力を惹起させる為には、このコイル３８をポールピー
ス３７の外周面に添設しても良いが、図示の実施例の様
に、内周面の一部で上記永久磁石３６と上記折れ曲がり
部４０との間部分に添設する事で、空間の有効利用を図
れる。 【００３７】上述の様に構成される本発明の回転速度検
出装置付転がり軸受ユニットの使用時、ハブ３と共にト
ーンホイール２９が回転すると、このトーンホイール２
９と対向するポールピース３７内の磁束密度及び磁束の
流れ方向が変化する。そして、これに合わせて、上記コ
イル３８に惹起される電圧の大きさ及び向き（正負）
が、上記ハブ３の回転速度に比例した周波数で変化す
る。ポールピース３７を流れる磁束の密度変化に対応し
て上記コイル３８に惹起される電圧が変化する原理は、
従来から広く知られた回転速度検出用センサの場合と同
じである為、説明を省略し、以下、トーンホイール２９
の回転に応じてポールピース３７内での磁束の流れ方向
が変化する理由に就いて説明する。 【００３８】前述した様に、上記トーンホイール２９に
設けた複数の透孔３３のピッチと、永久磁石３６の内周
面に交互に配置したＳ極とＮ極とのうちで同極同士（Ｓ
極同士、Ｎ極同士）のピッチとは互いに等しい。この
為、トーンホイール２９の回転に伴って総てのＳ極（或
は総てのＮ極）が上記透孔３３に、全周に亙って同時に
対向する。そして、同一の極が総て透孔３３に対向した
状態では、これと異なる極は総て、隣り合う透孔３３同
士の間に存在する柱部４３の外周面に対向する。尚、各
透孔３３の円周方向に亙る幅寸法と各柱部４３の円周方
向に亙る幅寸法とを比較した場合、透孔３３の幅寸法を
柱部４３の幅寸法以上にする事が好ましい。 【００３９】 先ず、図２（ａ）（ｂ）に示す様に、永
久磁石３６の内周面に存在する複数のＮ極が総て透孔３
３に対向した状態では、各Ｎ極とトーンホイール２９と
の間の磁気抵抗が大きくなり、これら各Ｎ極からトーン
ホイール２９に向けては磁束が流れにくくなる。同時に
この状態では、図２（ｂ）及び図３に示す様に、永久磁
石３６の内周面に存在する複数のＳ極が、総て上記柱部
４３に対向する。そしてこの状態では、各Ｓ極とトーン
ホイール２９との間の磁気抵抗が低くなり、前記ポール
ピース３７を通じてこのトーンホイール２９に流れた磁
束が、微小隙間２８を通じて、上記永久磁石３６のＳ極
側に流れ込む。即ち、この状態では上記ポールピース３
７内で磁束が、図３に矢印で示す様に、保持部３９内で
永久磁石３６から離れる方向に、ポールピース３７の全
周に亙って流れる。 【００４０】 これに対して、図５（ｂ）及び図６に示
す様に永久磁石３６の内周面に存在する複数のＳ極が、
総て透孔３３に対向した状態では、図５（ａ）（ｂ）に
示す様に永久磁石３６の内周面に存在する複数のＮ極
が、総て上記柱部４３に対向する。そしてこの状態で
は、上記ポールピース３７内で磁束が、図５に矢印で示
す様に上述の場合とは逆に、保持部３９内で永久磁石３
６に近づく方向に、ポールピース３７の全周に亙って流
れる。 【００４１】上記各極と透孔３３とが対向する状態は瞬
間的に切り換わるのではなく、上記トーンホイール２９
の回転に伴って連続的に切り換わる。従って、図３に示
す様に磁束が流れて、一方向（例えば＋）の電圧が最大
になる状態と、図６に示す様に磁束が流れて、逆方向
（例えば−）の電圧が最大となる状態とは、それぞれの
中間状態（各透孔３３にＳ極とＮ極とがほぼ均等に対向
し、ポールピース３７内の磁束密度がほぼ零の状態を含
む）を介して連続的に変化する。従って、このポールピ
ース３７に添設した前記コイル３８には交流が発生す
る。 【００４２】本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユ
ニットを構成するセンサ３５は、上述の様に作用する事
で、コイル３８に惹起される出力電圧を、ハブ３の回転
速度に比例した周波数で変化させるが、外輪部材９の開
口端部には、元々円環状の空間が存在する。従って、上
記センサ３５を限られた空間に設置可能にし、しかもこ
のセンサ３５の出力を十分に大きくして、ハブ３と共に
回転する車輪の回転速度検出を確実に行える。即ち、本
発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを構成す
る永久磁石３６、ポールピース３７、及びコイル３８
は、それぞれトーンホイール２９の全周を囲む円環状に
形成されている。そして、上記永久磁石３６から出る磁
束を、上記ポールピース３７の全周に亙って流す様にし
ている為、このポールピース３７の内部を流れる磁束の
量を、このポールピース３７全体として十分に多くでき
る。従って、このポールピース３７を通過する磁束の密
度変化に対応する、上記コイル３８の電圧変化も十分に
大きくできる。 【００４３】 しかも、上記永久磁石３６の内周面にそ
れぞれ複数ずつ形成したＳ極とＮ極とは、同じ極が同時
にトーンホイール２９の透孔３３或は柱部４３に対向す
る結果、上記コイル３８に交流が発生する。そして、セ
ンサ３５の出力の最大値と最小値との差が大きくなっ
て、上記回転速度検出の確実性がより一層向上する。即
ち、総てのＳ極が透孔３３に対向し、図５に矢印で示し
た方向での磁束密度が最大となる瞬間に上記コイル３８
に＋Ｅなる電圧が発生し、総てのＮ極が透孔３３に対向
し、図３に矢印で示した方向での磁束密度が最大となる
瞬間に上記コイル３８に−Ｅなる電圧が発生するとした
場合、ＡＢＳやＴＣＳの制御器は、上記センサ３５の出
力として２Ｅなる電位差を利用できる。これに対して、
磁束の方向を変化させず、単なる磁束密度変化のみでコ
イルに電圧を惹起させる、従来或は先発明の構造の場合
には、Ｅなる電位差しか利用できない。この事からも、
本発明がセンサの出力増大効果が大きい事が分る。 【００４４】尚、図示は省略したが、トーンホイールを
２段に亙って絞る事により（段部３２よりも先端寄り部
分に更にもう１個所、同様の段部を設ける事により）、
特許請求の範囲に記載した円筒部に対応する小径部の直
径を、ナット６と干渉しない範囲で、上述した第一実施
例の場合に比べて小さくする事もできる。この様に小径
部の直径を小さくすると、小さくした分だけ、センサを
構成する永久磁石、ポールピースの折れ曲がり部、及び
コイルの、直径方向に亙る厚さ寸法を大きくできる。こ
の様に各部の寸法を大きくする事で、上記コイルに惹起
される電圧の変化量をより大きくできる。 【００４５】又、本発明を実施する場合にトーンホイー
ルは、必ずしも図示の実施例の様に、内輪部材４に外嵌
する必要はない。例えば、前述した先発明の構造を示す
図８〜９に示す様に、ハブ３の内端部に断面がクランク
型のトーンホイールを支持する事もできる。又、除肉部
も、図示の実施例の様な透孔３３に限らず、切り欠きと
し、トーンホイールの先端部を櫛歯状に形成する事もで
きる。更に、トーンホイールの外周面に歯車状の凹凸を
形成し、このうちの凹部を除肉部として機能させる事も
できる。但し、鋼板に透孔や切り欠きを形成したトーン
ホイールは薄肉に形成できる為、その分、直径方向に亙
る厚さ寸法が大きいセンサ３５の設置が可能になる。従
って、鋼板製のトーンホイールを使用する事が、限られ
たスペースで高出力を得る設計を行なう上では有利であ
る。 【００４６】尚、図示の実施例は、非駆動輪（ＦＲ車の
前輪、ＦＦ車の後輪）を支持する為の軸受ユニットに本
発明を適用した状態を示している為、センサ３５を支持
するカバー３４はその内端部を密閉した形状としてい
る。但し、本発明は、この様な非駆動輪用の軸受ユニッ
トに限らず、駆動輪（ＦＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪、４
ＷＤ車の全輪）用の軸受ユニットにも適用できる。この
様に駆動輪用の軸受ユニットに本発明を適用する場合に
は、カバーを円輪状に形成してその中央部に等速ジョイ
ントの一部を挿通する為の円孔を設ける。又、ハブを円
筒形にして、その内周面に駆動軸外周面の雄スプライン
溝と係合させる為の雌スプライン溝を形成する。 【００４７】 【発明の効果】本発明の回転速度検出装置付転がり軸受
ユニットは、以上に述べた通り構成され作用する為、先
発明に係る回転速度検出装置付転がり軸受ユニットと同
様に、軸方向に亙る寸法を小さくして、小型自動車等設
置スペースが限られた車両への組み付けも可能となり、
車両設計の容易化を図れる。更に、本発明の回転速度検
出装置付転がり軸受ユニットの場合には、センサの出力
を大きくして、転がり軸受により支持された車輪等の回
転速度の精度並びに信頼性を向上させる事ができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施例を示す断面図。 【図２】Ｎ極と透孔とが対向した状態で示す図で、
（ａ）は図１のＡ部拡大図、（ｂ）は永久磁石とトーン
ホイールとポールピースとのみを取り出して示す（ａ）
のＸ−Ｘ断面図。 【図３】同じくＢ部拡大図。 【図４】永久磁石の斜視図。 【図５】Ｓ極と透孔とが対向した状態で示す図で、
（ａ）は図１のＡ部拡大図、（ｂ）は永久磁石とトーン
ホイールとポールピースとのみを取り出して示す（ａ）
のＹ−Ｙ断面図。 【図６】同じくＢ部拡大図。 【図７】従来構造の１例を示す断面図。 【図８】先発明に係る構造を示す断面図。 【図９】図８の右部拡大図。 【符号の説明】 １ フランジ部 ２ａ 第一の内輪軌道 ２ｂ 第二の内輪軌道 ３ ハブ ４ 内輪部材 ５ 雄ねじ部 ６ ナット ７ 取付部 ８ａ、８ｂ 外輪軌道 ９ 外輪部材 １０ 転動体 １１ トーンホイール １２ 凹凸部 １３ カバー １４ センサ １５ 段部 １６ 雄ねじ部 １７ シールリング １８ トーンホイール １９ 内側円筒部 ２０ 外側円筒部 ２１ 円輪部 ２２ 円筒面部 ２３ 透孔 ２４ カバー ２５ 係止突条 ２６ コネクタ ２７ 検出部 ２８ 微小隙間 ２９ トーンホイール ３０ 小径部 ３１ 大径部 ３２ 段部 ３３ 透孔 ３４ カバー ３５ センサ ３６ 永久磁石 ３７ ポールピース ３８ コイル ３９ 保持部 ４０ 折れ曲がり部 ４１ 合成樹脂 ４２ 内側円筒部 ４３ 柱部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−64508（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−25613（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−264562（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−120473（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−4313（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−105908（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−253452（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−242132（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−10258（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−21867（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−43073（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−71263（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60T 8/00 G01P 3/487

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 内周面に外輪軌道を有する、回転しない
   外輪と、外周面に内輪軌道を有する、使用時に回転する
   内輪と、上記外輪軌道と内輪軌道との間に設けられた複
   数の転動体と、上記外輪に支持されて回転しないセンサ
   と、上記内輪に支持されて使用時に回転する磁性材製の
   トーンホイールとを備えた回転速度検出装置付転がり軸
   受ユニットに於いて、 上記トーンホイールは、上記内輪と同心の円筒部と、こ
   の円筒部に円周方向に亙って等間隔に形成した除肉部と
   を備え、 上記センサは、永久磁石と、磁性材製のポールピース
   と、コイルとを備え、 上記永久磁石は、全体を円輪状に形成されて、その内周
   面を上記トーンホイールの外周面に微小隙間を介して対
   向させており、 又、この永久磁石は、直径方向に亙り着磁され、且つ、
   少なくともその内周面には、それぞれが上記除肉部と同
   数のＳ極とＮ極とを交互に、且つ、等間隔で配置してお
   り、 上記ポールピースは、この永久磁石の外周面にその一部
   を近接若しくは当接させた円筒状の保持部と、この保持
   部の端部から直径方向内側に折れ曲がった折れ曲がり部
   とを備え、 この折れ曲がり部の内周縁部は、直接若しくはこの内周
   縁部から連続する内側円筒部の内周面を介して、上記ト
   ーンホイールの一部に、微小隙間を介して対向してお
   り、 上記コイルは、上記内輪と同心の円環状に形成されて、
   上記ポールピースの周面の一部で、上記永久磁石と上記
   折れ曲がり部との間部分に添設されており、 上記トーンホイールの外周面で上記除肉部を形成した部
   分は、上記永久磁石の内周面に対向している事を特徴と
   する回転速度検出装置付転がり軸受ユニット。