JP3700202B2 - 回転速度検出装置付転がり軸受ユニット - Google Patents

回転速度検出装置付転がり軸受ユニット Download PDF

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Description

【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)を制御すべく、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、従来から種々の構造のものが知られている。この様な回転速度検出装置付転がり軸受ユニットに組み込まれる回転速度検出装置は何れも、車輪と共に回転するトーンホイールと、このトーンホイールの回転速度に比例した周波数で変化する出力信号を出すセンサとを備える。トーンホイール及びセンサの種類に就いては従来から種々知られている。このうちで、トーンホイールとして磁性材製のものを使用し、このトーンホイールの回転に応じてセンサを構成するコイルに惹起される電圧を変化させる、所謂パッシブ型のものが、高価な構成部品を使用しない事から、広く使用されている。又、この様なパッシブ型の回転速度検出装置に於いて、センサの出力を大きくすべく、このセンサを円環状に構成する事も、例えば発明協会公開技報94−16051に記載されている様に、従来から知られている。
【0003】
図5〜6は、この公開技報に記載された回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを示している。内輪相当部材を構成するハブ1の軸方向外側(車両への組み付け状態で車両の幅方向外となる側を言い、各図の左側)端部外周面には、車輪を固定する為のフランジ部2を形成し、中間部外周面には、内輪軌道3aと段部4とを形成している。又、このハブ1の外周面には、その外周面に内輪軌道3bを形成し、上記ハブ1と共に内輪相当部材を構成する内輪5を、その外端面を上記段部4に突き当てた状態で外嵌支持している。尚、上記内輪軌道3aは、ハブ1の外周面に直接形成する代りに、ハブ1とは別体の内輪(図示せず)に形成し、この内輪と上記内輪5とを、ハブ1に外嵌固定する場合もある。
【0004】
又、ハブ1の内端寄り部分には雄ねじ部6を形成している。そして、この雄ねじ部6に螺合し更に緊締したナット7により、上記内輪5をハブ1の外周面の所定部分に固定して、内輪相当部材を構成している。ハブ1の周囲に配置された外輪8の中間部外周面には、この外輪8を懸架装置に固定する為の取付部9を設けている。又、この外輪8の内周面には、それぞれが上記各内輪軌道3a、3bに対向する、外輪軌道10a、10bを形成している。そして、これら各内輪軌道3a、3bと外輪軌道10a、10bとの間に、それぞれ複数ずつの転動体11、11を設けて、上記外輪8の内側でのハブ1の回転を自在としている。尚、図示の例では、転動体11、11として玉を使用しているが、重量の嵩む自動車用の転がり軸受ユニットの場合には、転動体としてテーパころを使用する場合もある。又、上記外輪8の外端部内周面とハブ1の外周面との間にはシールリング12を装着して、外輪8の内周面と上記ハブ1の外周面との間に存在し、上記複数の転動体11、11を設けた空間の外端開口部を塞いでいる。
【0005】
上記内輪5の軸方向内側(車両への組み付け状態で車両の幅方向中央寄りとなる側を言い、各図の右側)端部で上記内輪軌道3bから外れた部分には、トーンホイール13の基端部(図5〜6の左端部)を外嵌固定している。このトーンホイール13は、鋼板等の磁性金属板により全体を円筒状に形成されている。このトーンホイール13は、互いに同心に形成された小径部14と大径部15とを、段部16により連続させて成る。この様なトーンホイール13は、上記大径部15を内輪5の端部外周面に外嵌し、上記段部16をこの内輪5の端縁部に当接させた状態で、この内輪5に支持固定している。従って上記小径部14は、上記内輪5と同心に支持される。そして、この小径部14に複数の透孔17を、円周方向に亙り等間隔に形成して、円周方向に亙る磁気特性を交互に且つ等間隔に変化させている。各透孔17は同形状で、軸方向(図5〜6の左右方向)に長い矩形としている。
【0006】
外輪8の内端開口部は、金属板を絞り加工する等により有底円筒状に造られた、カバー18で塞いでいる。このカバー18を構成する円筒部19の内周側に、円環状のセンサ20を包埋した、やはり円環状の合成樹脂21を保持固定している。このセンサ20は、永久磁石22と、鋼板等の磁性材により造られたステータ23と、コイル24とを備えており、これら各部材22、23、24を上記合成樹脂21中に包埋する事で、全体を円環状に構成している。
【0007】
上記センサ20の構成各部材のうちの永久磁石22は、全体を円環状に形成されて、直径方向に亙り着磁されている。そして、この永久磁石22の内周面を、上記トーンホイール13を構成する小径部14の基端部で上記透孔17を形成していない部分の外周面に、微小隙間25を介して対向させている。又、上記ステータ23は、断面が略J字形で全体を円環状に造られている。そして、このステータ23を構成する外径側円筒部26の端部内周面と上記永久磁石22の外周面とを、近接若しくは当接させている。又、上記ステータ23を構成する内径側円筒部27の内周面を、上記トーンホイール13の一部で、上記複数の透孔17を形成した部分に対向させている。更に、上記内径側円筒部27には複数の切り欠き28を、この内径側円筒部27の円周方向に亙って、上記透孔17と等ピッチ(中心角ピッチ)で形成している。従って、上記内径側円筒部27部分は、櫛歯状に形成されている。
【0008】
更に、上記コイル24は、非磁性材製のボビン29に導線を巻回する事により円環状に形成され、上記ステータ23を構成する外径側円筒部26の内周側部分に配置されている。このコイル24に惹起される起電力は、カバー18の外面に突設したコネクタ30から取り出す。
【0009】
上述の様に構成される回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの使用時、ハブ1と共にトーンホイール13が回転すると、このトーンホイール13と対向するステータ23内の磁束密度が変化し、上記コイル24に惹起される電圧が、上記ハブ1の回転速度に比例した周波数で変化する。ステータ23を流れる磁束の密度変化に対応して上記コイル24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。又、トーンホイール13の回転に応じてステータ23に流れる磁束の密度が変化する理由は、次の通りである。
【0010】
上記トーンホイール13に設けた複数の透孔17と、ステータ23に設けた切り欠き28とは、互いのピッチが等しい為、トーンホイール13の回転に伴って全周に亙り同時に対向する瞬間がある。そして、これら各透孔17と各切り欠き28とが互いに対向した瞬間には、隣り合う透孔17同士の間に存在する磁性体である柱部と、やはり隣り合う切り欠き28同士の間に存在する磁性体である舌片とが、前記微小隙間25を介して互いに対向する。この様にそれぞれが磁性体である柱部と舌片とが互いに対向した状態では、上記トーンホイール13とステータ23との間に、高密度の磁束が流れる。
【0011】
これに対して、上記透孔17と切り欠き28との位相が半分だけずれると、上記トーンホイール13とステータ23との間で流れる磁束の密度が低くなる。即ち、この状態では、トーンホイール13に設けた透孔17が上記舌片に対向すると同時に、ステータ23に設けた切り欠き28が上記柱部に対向する。この様に柱部が切り欠き28に、舌片が透孔17に、それぞれ対向した状態では、上記トーンホイール13とステータ23との間に比較的大きな空隙が、全周に亙って存在する。そして、この状態では、これら両部材13、23の間に流れる磁束の密度が低くなる。この結果、前記コイル24に惹起される電圧が、前記ハブ1の回転速度に比例して変化する。
【0012】
上記センサ20は上述の様に作用する事により、コイル24に惹起される出力電圧を、ハブ1の回転速度に比例した周波数で変化させるが、外輪8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20を限られた空間に設置可能にし、しかもこのセンサ20の出力を十分に大きくして、ハブ1と共に回転する車輪の回転速度検出を確実に行なえる。即ち、上記センサ20を構成する永久磁石22、ステータ23、及びコイル24は、それぞれトーンホイール13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22から出る磁束を、上記ステータ23の全周に亙って流す様にしている為、このステータ23の内部を流れる磁束の量を、このステータ23全体として十分に多くできる。従って、このステータ23を通過する磁束の密度変化に対応する、上記コイル24の電圧変化を大きくできる。
【0013】
【先発明の説明】
上述の様に構成され作用する、従来から知られた円環状のセンサ20を備えた回転速度検出装置の場合には、それ以前から知られた棒状のセンサを使用した構造のものに比べて大きな出力を得られる。更に、小型の自動車に組み付け可能な小型の構造で、しかもセンサの出力を十分に確保する為の構造として、例えば図7に示す様な回転速度検出装置付転がり軸受ユニットも考えられている(基本構造に関しては特願平7−133601号に詳しく記載)。
【0014】
この先発明に係る構造では、センサ20aと共に回転速度検出装置を構成するトーンホイール13aは、鋼板等の磁性金属板により全体を円筒状に形成されている。そして、小径部14aの内端縁(図7の右端縁)と大径部15aの外端縁(図7の左端縁)とを段部16aで連続させた、クランク型の断面形状を有する。この様なトーンホイール13aは、上記小径部14aを内輪5の内端部に外嵌する事により、この内輪5に固定している。又、この様にトーンホイール13aを内輪5に固定した状態で、上記大径部15aは、上記内輪5を抑え付ける為のナット7の周囲に位置する。この大径部15aには複数の切り欠き31、31を、円周方向に亙って等間隔に形成している。勿論、円周方向に隣り合う切り欠き31、31同士の間には、磁性材製の舌片が存在する。従って、上記大径部15aは櫛歯状に形成されている。
【0015】
又、上記センサ20aは、永久磁石22aと、それぞれが磁性金属板により断面L字形に形成された第一、第二のステータ32、33と、コイル24aとから成る。これら各構成部材22a、32、33、24aは、それぞれ円環状に形成されて、合成樹脂21中に包埋されている。このうちの永久磁石22aは、全周に亙り軸方向(図7の左右方向)に着磁されており、着磁方向は全周に亙って変化しない。この永久磁石22aの軸方向一端面(図7の左端面)には第一のステータ32の内周側基端部片側面を当接させ、この第一のステータ32の先端部外周面を上記大径部15aの中間部内周面に、微小隙間34を介して対向させている。又、上記永久磁石22aの軸方向他端面(図7の右端面)には第二のステータ33の内周側基端部片側面を当接させ、この第二のステータ33の先端部外周面を上記大径部15aの先端部(図7の右端部)内周面に、やはり微小隙間34を介して対向させている。
【0016】
上記第一、第二のステータ32、33の外周側先端部には、それぞれ切り欠き35、36を形成する事により、それぞれの部分を櫛歯状に形成している。勿論、これら各切り欠き35、36並びに上記トーンホイール13aの大径部15aに形成した切り欠き31、31のピッチ(中心角ピッチ)は互いに等しい。又、第一、第二のステータ32、33に形成した切り欠き35、36の位相は互いに等しい。更に、上記永久磁石22aの外周面と第一、第二のステータ32、33の片側面とにより囲まれる部分にはコイル24aを設けている。従ってこのコイル24aには、上記各部材22a、32、33を流れる磁束の密度変化により、上記トーンホイール13aの回転速度に比例した周波数で変化する電圧が惹起される。
【0017】
尚、図示の構造では、外輪8の一部をナット7の周囲にまで延長している。そして、この外輪8の端部を塞ぐカバー18aの形状を単純化すると共に金属平板からの変形量を少なくする事で加工を容易にし、更にコネクタ30aをこのカバー18aから軸方向に突出させている。このカバー18aの外側面外周寄り部分には円筒形の嵌合部44を設け、この嵌合部44を上記外輪8に締め代を持って内嵌する事により、上記カバー18aを外輪8の内端開口部に固定している。
【0018】
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には、トーンホイール13aを構成しセンサ20aの外周面が対向する大径部15a部分の周速を速くする事ができる為、センサ20aの出力増大を図れる。しかも、上記センサ20aを構成するコイル24aの直径を大きくする必要がない為、このコイル24aを構成する導線の全長が長くならず、導線の抵抗増大による出力低下もない。更に、図7に示した構造では、トーンホイール13aの回転に伴って磁気抵抗が、第一のステータ32の外周面と大径部15aの内周面との間、第二のステータ33の外周面と大径部15aの内周面との間の2箇所位置で同時に変化する。この為、上記トーンホイール13aの回転に伴う磁気抵抗変化が大きくなり、上記センサ20aの出力をより一層増大させる事ができる。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
前述した様な従来構造、或は上述した様な先発明に係る構造の様に、円環状のセンサ20、20aを組み込んだ回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、以前から広く使用されていた様な、単なる棒状のセンサを組み込んだ回転速度検出装置付転がり軸受ユニットに比べて、組み付け作業が面倒である。この理由は、互いに対向するセンサ20、20aの周面の直径とトーンホイール13、13aの周面の直径との差が小さい為である。即ち、何れの構造でも、センサ20、20aの出力を十分に大きくする為には、センサ20、20aとトーンホイール13、13aとの間に存在する微小隙間25、34を小さくする必要がある。一般的にこの微小隙間25、34のラジアル方向に亙る厚さ寸法は1mm以下(例えば0.5mm程度)である。
【0020】
回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを組み立てる際には、予め組み立てられた転がり軸受ユニットの内輪5にトーンホイール13、13aを外嵌固定した後、やはり予めセンサ20、20aを包埋した合成樹脂21を保持したカバー18、18aを、外輪8の開口端部に嵌合固定する。この嵌合固定作業の際、上記トーンホイール13、13aの中心軸とカバー18、18aの中心軸とを一致させないと、上記センサ20、20aとトーンホイール13、13aとを直径方向に亙って重畳させる事ができない。より具体的には、上記中心軸同士がラジアル方向にずれたり、或は互いに傾斜していた場合には、上記嵌合固定作業に伴ってセンサ20、20a(を包埋した合成樹脂21)とトーンホイール13、13aとが強くぶつかり合い、これら各部材20、20a(21)、13、13aを破損したり、或はトーンホイール13、13aの取付位置を正規の位置からずらせてしまう。
【0021】
各部材20、20a(21)、13、13aを破損した場合は勿論、トーンホイール13、13aの取付位置がずれた場合でも、車輪の回転速度検出を正しく行なえなくなる。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ある。
【0022】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、前述した従来及び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し使用時に回転しない外輪と、外周面に内輪軌道を有し使用時に回転する内輪相当部材と、上記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の転動体と、上記内輪相当部材の端部に固定された円筒状のトーンホイールと、円筒状の嵌合部を有し、この嵌合部を上記外輪の開口端部周面に嵌合させる事によりこの外輪の開口端部に固定されたカバーと、このカバーに保持された状態でその周面を上記トーンホイールの一部周面と対向させる円環状のセンサとを備える。
【0023】
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、次の▲1▼▲2▼の要件を備える。
▲1▼ 上記嵌合部の周面うちで上記外輪の開口端部周面と対向する周面部分は、先半部と基半部とで直径が異なり、先半部は上記開口端部周面に緩く嵌合し、基半部はこの開口端部周面と締め代を持って嵌合する。
▲2▼ 上記先半部の周面の直径と上記外輪の開口端部周面の直径との差を△1 とし、上記トーンホイールの一部周面の直径と上記センサの周面の直径との差を△2 とし、上記嵌合部の軸方向長さをL1 とし、上記トーンホイールの先端縁と上記センサの周面で先端の面取り状部分を除いた部分とが軸方向に亙って重畳する長さをL2 とし、上記嵌合部の先端部が上記センサの周面で上記面取り状部分を除いた部分の先端から突出する軸方向長さをL3 とし、上記外輪の開口端部周面の端縁部に形成した面取り部の軸方向長さをcとした場合に、L1 −L2 −c>0であり、且つ、|{L3 −(L1 −L2 −c)/2}・{△1 /(L1 −L2 −c)}|<△2 /2である。
【0024】
【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が、車輪を懸架装置に回転自在に支持したり、或はこの車輪の回転速度を検出する際の作用自体は、前述した従来構造若しくは先発明に係る構造の場合と同様である。特に、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、センサとトーンホイールとを同心に組み合わせる作業を容易に行なえて、トーンホイールの取付位置を動かしたり、或はセンサやトーンホイールを破損する事がない。
【0025】
即ち、嵌合部の周面の先半部を外輪の開口端部周面に緩く嵌合させる事で、トーンホイールとセンサとの心合わせを行なえる。言い換えれば、この先半部を、外輪の中心軸とカバーの中心軸とを一致させる為の案内部として使用できる。この心合わせ作業時には、カバーを強く押す必要がない為、カバーの微妙な位置合わせを容易に行なえる。上記先半部を外輪の開口端部周面に緩く嵌合させてトーンホイールとセンサとの心合わせを行なった後、上記カバーを外輪に向けて強く押せば、このカバーを上記外輪に対してしっかりと固定できる。この際、トーンホイールとセンサとがぶつかる恐れはない。
【0026】
特に、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、各部の寸法関係をL1 −L2 −c>0としたから、センサの周面で先端の面取り状部分を除いた部分がトーンホイールの内側に進入する以前に、上記先半部が外輪の内周面の面取り部よりも奥側に嵌合する。この為、上記先半部により外輪とカバーとの心合わせを図り、上記センサとトーンホイールとが衝合する事を有効に防止できる。但し、上記先半部を外輪の開口端部周面に緩く嵌合させただけの状態では、上記カバー及びこのカバーの内側に支持されたセンサが軸方向に傾斜する可能性がある。この傾斜が大きい場合には、そのまま嵌合作業を進めた場合に、上記センサとトーンホイールとが衝合する可能性がある。これに対して本発明の場合には、やはり各部の寸法関係を|{L3 −(L1 −L2 −c)/2}・{△1 /(L1 −L2 −c)}|<△2 /2にしたから、上記センサとトーンホイールとが衝合する程、上記カバーが外輪に対して傾斜する事がない。
【0027】
【実施例】
図1は本発明の第一実施例を示している。尚、本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの特徴は、センサ20aとトーンホイール13aとを同心に組み合わせる作業の容易化を図り、トーンホイール13aの取付位置を動かしたり、或はセンサ20a(を包埋した合成樹脂21)やトーンホイール13aの破損を防止する点にある。転がり軸受ユニット部分の構造及び作用に就いては前述した従来構造と同様であり、センサ20a部分に就いては、構成部品の形状に就いて若干の相違はあるが、基本的にはやはり前述した先発明の構造及び作用と同様である。従って、転がり軸受ユニット部分及びセンサ20a部分に就いては、同等部分に同一符号を付して、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。尚、直径方向に亙る隙間等の寸法(△1 、△2 等)は、明瞭化の為、実際の場合よりも大きく描いている。
【0028】
カバー18bを外輪8の開口端部に嵌合固定すべく、このカバー18bの外周寄り部分に形成した嵌合部37の軸方向長さL1 を、本来このカバー18bを外輪8に嵌合固定する為に必要とする長さよりも大きくしている。即ち、図示の実施例の場合には、上記カバー18bを構成する円筒部41の中間部外周面に、外向フランジ状の鍔部42を形成しており、上記円筒部41の一部でこの鍔部42よりも先半寄り部分(図1の左寄り部分)を上記嵌合部37としている。そして、この嵌合部37の外周面の外径を、先半部39と基半部40とで異ならせている。即ち、先半部39の外径D39は上記外輪8の開口端部で面取り部38よりも奥側部分(図1の左側部分)の内径R8 よりも僅かに(次述する△1 分だけ)小さく(D39<R8 )している。従って上記先半部39は、この開口端部に緩く嵌合自在である。これに対して、上記基半部40の自由状態に於ける外径D40は、上記外輪8の開口端部の内径R8 よりも少し大きく(D40>R8 )して、この基半部40をこの開口端部に締め代を持って嵌合自在としている。
【0029】
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、構成各部材の寸法を、次の(1)(2)式を満たす様に規制している。
Figure 0003700202
尚、これら各式中の符号は、それぞれ次の部分の寸法を表している。
1 : 上記先半部39の周面の直径である外径D39と、上記外輪8の開口端部周面の直径である内径R8 との差(R8 −D39
2 : 前記トーンホイール13aの一部周面の直径である大径部15aの内径R15a と、前記センサ20aの周面の直径である外径D20a との差(R15a −D20a
1 : 上記嵌合部37の軸方向長さ L2 : 上記トーンホイール13aの先端縁と、上記センサ20aの周面で先端(図1の左端)の面取り状部分(断面が四分の一円弧の部分)を除いた部分とが軸方向に亙って重畳する長さ
3 : 上記嵌合部37の先端部(図1の左端部)が上記センサ20aの周面で上記面取り状部分を除いた部分の先端から突出する軸方向長さ
c : 上記外輪8の開口端部周面の端縁部に形成した面取り部38の軸方向長さ
【0030】
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製造時、センサ20aを包埋した合成樹脂21を保持したカバー18bを外輪8に嵌合固定する作業は、次の様にして行なう。先ず、上記嵌合部37の周面の先半部39を外輪8の開口端部内周面に緩く嵌合(軽嵌合)させる。この軽嵌合に基づき、トーンホイール13aとセンサ20aとの心合わせが行なわれる。この心合わせ作業時には、カバー18bを強く押す必要がない為、カバー18bの微妙な位置合わせを容易に行なえる。上記先半部39を外輪8の開口端部内周面に緩く嵌合させてトーンホイール13aとセンサ20aとの心合わせを行なった後、上記カバー18bを外輪8に向けて強く押せば、上記嵌合部37の周面の基半部40が上記外輪8の開口端部内周面に締め代を持って内嵌され、上記カバー18bを上記外輪8に対してしっかりと固定できる。この様に基半部40を上記開口端部内周面に内嵌する際には、既にトーンホイール13aとセンサ20aとの心合わせが行なわれているので、トーンホイール13aとセンサ20aとがぶつかる恐れはない。
【0031】
特に、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、前記(1)式に示した様に、各部の寸法をL1 −L2 −c>0としたから、図2に示す様に、上記センサ20aの外周面で直径が変化しない部分がトーンホイール13aの大径部15aの内側に進入する以前に、上記先半部39が外輪8の開口端部内周面の面取り部38よりも奥側(図2の左側)に嵌合する。この為、上記先半部39により外輪8とカバー18bとの心合わせを図り、上記センサ20aとトーンホイール13aを構成する大径部15aの先端縁(図2の右端縁)とが衝合する事を有効に防止できる。
【0032】
尚、上記先半部39を外輪8の開口端部内周面に緩く嵌合させただけの状態では、上記カバー18b及びこのカバー18bの内側に合成樹脂21を介して支持されたセンサ20aが軸方向に傾斜する可能性がある。この傾斜が大きい場合には、そのまま嵌合作業を進めると、上記センサ20aの先端部(上記面取り状部分を除いた部分の先端部)外周縁と上記大径部15aの先端縁とが衝合する可能性がある。これに対して本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニット場合には、やはり各部の寸法関係を|{L3 −(L1 −L2 −c)/2}・{△1 /(L1 −L2 −c)}|<△2 /2にしたから、上記センサ20aの先端部外周縁とトーンホイール13aを構成する大径部15aの先端縁とが衝合する程、上記カバー18bが外輪に対して傾斜する事がない。
【0033】
この点に就いて詳しく説明する。図2に示す様に、センサ20aの外周面で先端部の面取り状部分を除いた部分が上記大径部15aの内側に進入し始める瞬間の状態を考える。この状態で前記先半部39の外周面と外輪8の開口端部内周面で面取り部38を除いた部分とは、図2から明らかな通り、(L1 −L2 −c)なる軸方向長さ分、互いに対向する。この状態で上記先半部39の外周面と外輪8の開口端部内周面との間には、△1 /2なる厚さ寸法を有する微小隙間43が、全周に亙って存在する事になる。
【0034】
この状態で上記カバー18bは上記微小隙間43の存在に基づいて、外輪8及びカバー18bの中心軸上の点Oを中心に、角度θ分だけ傾斜し得る。そしてこの点Oは、上記微小隙間43の軸方向中間位置に存在する。言い換えればこの点Oは、上記微小隙間43の両端から(L1 −L2 −c)/2だけ軸方向に外れた位置で、上記中心軸上に存在する。上記角度θは小さい為、θ≒ tanθである。又、上記説明から明らかな通り、 tanθ=(△1 /2)/{(L1 −L2 −c)/2}=△1 /(L1 −L2 −c)である。そして、この傾斜に基づいて上記センサ20aの外周面で先端の面取り状部分を除いた部分の先端部が直径方向(図2の上下方向)に変位する変位量は、やはり図2から明らかな通り、{L3 −(L1 −L2 −c)/2}・{△1 /(L1 −L2 −c)}となる。上記センサ20aの外周面で先端の面取り状部分を除いた部分の先端部が上記大径部15aの先端縁に衝合しない様にする為には、この値が、前記トーンホイール13aの一部周面の直径である大径部15aの内径R15a (図1)と、前記センサ20aの周面の直径である外径D20a (図1)との差の半分である△2 /2未満である必要がある。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、|{L3 −(L1 −L2 −c)/2}・{△1 /(L1 −L2 −c)}|<△2 /2である為、上記センサ20aの外周面で先端の面取り状部分を除いた部分の先端部が上記大径部15aの先端縁に衝合しない。
【0035】
尚、L3 の値は、図1に示す様に、センサ20aの外周面で先端の面取り状部分を除いた部分の先端部が嵌合部37の先端(図1の左端)よりも内側(図1の右側)に存在する場合に正の値となる様に定義されている。従って、図3に示す様に、センサ20aの外周面で先端の面取り状部分を除いた部分の先端部が嵌合部37の先端(図3の左端)よりも外側(図3の左側)に存在する場合には、L3 は負の値となる。そして、この図3に示す様な構造の場合には、L3 の絶対値と(L1 −L2 −c)/2とが足し合わされた長さ寸法に比例した分だけ、上記センサ20aの外周面で先端部の面取り状部分を除いた部分の先端部が直径方向(図3の上下方向)に変位する。この為、前記(2)式の左辺には絶対値の符号を付している。
【0036】
次に、図4は本発明の第二実施例を示している。本実施例の場合には、案内部として機能する嵌合部37の先半部39の軸方向(図4の左右方向)に亙る長さ寸法L39を、(L1 −L2 −c)以下にしている。従って本実施例の場合には、センサ20aを包埋した合成樹脂21を保持したカバー18bを外輪8に嵌合固定する際に、センサ20aの外周面で先端部の面取り状部分を除いた部分の先端部がトーンホイール13aを構成する大径部15aの内側に進入し始める以前に、上記嵌合部37の基半部40が外輪8の内周面で面取り部38よりも奥側(図4の左側)部分に締まりばめによる嵌合を開始する。締まりばめによる嵌合が開始された後には、上記カバー18bが外輪8に対して傾斜する事はない。従って本実施例の場合には、必ずしも前記(2)式による限定をする必要はないが、好ましくはこの(2)式による限定を加える。
【0037】
但し、前記(1)式の限定は必要である。(1)式を満たさない場合には、先半部39が外輪8の内周面の面取り部38よりも奥側に嵌合する以前にセンサ20aの外周面で先端の面取り状部分を除いた部分がトーンホイール13aの大径部15aの内側に進入する。従って、(1)式を満たさない場合には、上記センサ20aとトーンホイール13aを構成する大径部15aの先端縁とが衝合する可能性がある。
【0038】
上述し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、嵌合部37の寸法形状を工夫する事により、上記心合わせを行なわせる場合に、上記トーンホイール13a及びセンサ20a(を包埋した合成樹脂21)を保護できるだけでなく、カバー18bの保護も図れる。即ち、上記嵌合部37の中心軸と外輪8の中心軸とが傾斜した状態のまま、この嵌合部37を外輪8に押し込む事がなくなる為、この嵌合部37の外周面が外輪8の開口部内周縁でかじられる事がなくなる。従って、嵌合部37と外輪8との嵌め合い面に隙間が生じにくくなって、この嵌め合い面の水密性能が向上する。
【0039】
尚、図示の各実施例は、前述の図7に示した先発明に係る構造の様に、トーンホイール13aの大径部15aの内周側にセンサ20aを配置した構造に本発明を適用した例を示した。但し、本発明は、やはり前述の図5〜6に示した従来構造の様に、トーンホイール13の小径部14の外周側にセンサ20を配置する構造にも適用できる。尚、カバー18bに形成した嵌合部37を外輪8の開口端部内周面に内嵌するだけでなく、前述の図5〜6に示した従来構造の様に、嵌合部37を外輪8の開口端部外周面に外嵌する構造を採用する事もできる。この場合には、嵌合部37の先半部39の内径を上記外輪8の開口端部の外径よりも僅かに大きくし、基半部40の内径をこの外輪8の開口端部の外径よりも少し小さくする。
【0040】
【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ので、センサとトーンホイールとを同心に組み合わせる作業を容易に行なえて、トーンホイールの取付位置を正規位置からずらせたり、或はセンサやトーンホイールを破損する事がない。特に、(自動車メーカーの工場ではなく)ディーラーの整備工場で行なう修理等でセンサとトーンホイールとを同心に組み合わせる作業は、必ずしもこの作業に熟練した者が行なうとは限らない。本発明によれば、この様な場合でも、上記不都合の発生を防止できる。勿論、自動車メーカーの工場で熟練した作業者が行なう場合でも、作業時間の短縮に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例を示す、図7と同様の図。
【図2】本発明の作用を説明する為の第1例を示す、図7と同様の図。
【図3】同第2例を示す、図7と同様の図。
【図4】本発明の第二実施例を示す、図7と同様の図。
【図5】従来構造の1例を示す断面図。
【図6】図5のA部拡大図。
【図7】先発明に係る構造を示す、図6と同様の図。
【符号の説明】
1 ハブ
2 フランジ部
3a、3b 内輪軌道
4 段部
5 内輪
6 雄ねじ部
7 ナット
8 外輪
9 取付部
10a、10b 外輪軌道
11 転動体
12 シールリング
13、13a トーンホイール
14、14a 小径部
15、15a 大径部
16、16a 段部
17 透孔
18、18a、18b カバー
19 円筒部
20、20a センサ
21 合成樹脂
22、22a 永久磁石
23 ステータ
24、24a コイル
25 微小隙間
26 外径側円筒部
27 内径側円筒部
28 切り欠き
29 ボビン
30、30a コネクタ
31 切り欠き
32 第一のステータ
33 第二のステータ
34 微小隙間
35、36 切り欠き
37 嵌合部
38 面取り部
39 先半部
40 基半部
41 円筒部
42 鍔部
43 微小隙間
44 嵌合部

Claims (2)

  1. 内周面に外輪軌道を有し使用時に回転しない外輪と、外周面に内輪軌道を有し使用時に回転する内輪相当部材と、上記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の転動体と、上記内輪相当部材の端部に固定された円筒状のトーンホイールと、円筒状の嵌合部を有し、この嵌合部を上記外輪の開口端部周面に嵌合させる事によりこの外輪の開口端部に固定されたカバーと、このカバーに保持された状態でその周面を上記トーンホイールの一部周面と対向させる円環状のセンサとを備える回転速度検出装置付転がり軸受ユニットに於いて、次の▲1▼▲2▼の要件を備え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。
    ▲1▼ 上記嵌合部の周面うちで上記外輪の開口端部周面と対向する周面部分は、先半部と基半部とで直径が異なり、先半部は上記開口端部周面に緩く嵌合し、基半部はこの開口端部周面と締め代を持って嵌合する。
    ▲2▼ 上記先半部の周面の直径と上記外輪の開口端部周面の直径との差を△1 とし、上記トーンホイールの一部周面の直径と上記センサの周面の直径との差を△2 とし、上記嵌合部の軸方向長さをL1 とし、上記トーンホイールの先端縁と上記センサの周面で先端の面取り状部分を除いた部分とが軸方向に亙って重畳する長さをL2 とし、上記嵌合部の先端部が上記センサの周面で上記面取り状部分を除いた部分の先端から突出する軸方向長さをL3 とし、上記外輪の開口端部周面の端縁部に形成した面取り部の軸方向長さをcとした場合に、L1 −L2 −c>0であり、且つ、|{L3 −(L1 −L2 −c)/2}・{△1 /(L1 −L2 −c)}|<△2 /2である。
  2. 先半部の長さ寸法を(L1 −L2 −c)以下にする事により、|{L3 −(L1 −L2 −c)/2}・{△1 /(L1 −L2 −c)}|<△2 /2の要件を満たす必要をなくした、請求項1に記載した回転速度検出装置付転がり軸受ユニット。
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