JP3887887B2 - 回転速度検出装置付転がり軸受ユニット - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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対して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のに、転がり軸受ユニットを使用する。又、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）を制御する為には、上記車輪の回転速度を検出する必要がある。この為、上記転がり軸受ユニットに回転速度検出装置を組み込んだ、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットにより、上記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を検出する事が、近年広く行なわれる様になっている。
【０００３】
図１２〜１３は、この様な目的で使用される回転速度検出装置の従来構造の１例として、実開平７−３１５３９号公報に記載されたものを示している。この回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、使用時にも回転しない静止輪である外輪１の内側に、使用時に回転する回転輪であるハブ２を回転自在に支持している。そして、このハブ２の一部に固定したエンコーダ３の回転速度を、上記外輪１に支持したセンサ４により検出自在としている。即ち、静止側周面である、上記外輪１の内周面には、それぞれが静止側軌道である、複列の外輪軌道５、５を設けている。又、回転側周面である、上記ハブ２及びこのハブ２に外嵌してナット６によりこのハブ２に対し結合固定した状態で上記ハブ２と共に上記回転輪を構成する内輪７の外周面には、それぞれが回転側軌道である、内輪軌道８、８を設けている。そして、これら各内輪軌道８、８と上記各外輪軌道５、５との間にそれぞれ複数個ずつの転動体９、９を、それぞれ保持器１０、１０により保持した状態で転動自在に設け、上記外輪１の内側に上記ハブ２及び内輪７を、回転自在に支持している。
【０００４】
又、上記ハブ２の外端部（自動車への組み付け状態で幅方向外側となる端部を言い、図１２の右端部）で上記外輪１の外端部から軸方向外方に突出した部分には、車輪を取り付ける為のフランジ１１を設けている。又、上記外輪１の内端部（自動車への組み付け状態で幅方向中央側となる端部を言い、図１２の左端部）には、この外輪１を懸架装置に取り付ける為の取付部１２を設けている。又、上記外輪１の外端開口部と上記ハブ２の中間部外周面との間の隙間は、シールリング１３により塞いでいる。尚、重量の嵩む自動車用の転がり軸受ユニットの場合には、上記複数個の転動体９、９として、図示の様な玉に代えて、テーパころを使用する場合もある。
【０００５】
上述の様な転がり軸受ユニットに回転速度検出装置を組み込むべく、上記内輪７の内端部で上記内輪軌道８から外れた部分の外周面には、前記エンコーダ３を外嵌固定している。このエンコーダ３は、軟鋼板等の磁性金属板に塑性加工を施す事により、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成したもので、円筒部１５と円輪部１６とを備え、このうちの円筒部１５を上記内輪７の内端部に締まり嵌めで外嵌する事により、この内輪７の内端部に固定している。又、上記円輪部１６には、それぞれがこの円輪部１６の直径方向に長いスリット状の透孔１７、１７を多数、放射状に、円周方向に亙り等間隔で形成する事により、上記円輪部１６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。
【０００６】
更に、上記外輪１の内端開口部にはカバー１８を、上記エンコーダ３の円輪部１６の内側面に対向する状態で、嵌合固定している。金属板を塑性加工して成る、このカバー１８は、上記外輪１の内端開口部に内嵌固定自在な嵌合筒部１９と、この内端開口部を塞ぐ塞ぎ板部２０とを有する。この塞ぎ板部２０の中央部には、有底円筒状の膨出部２１を形成して、この塞ぎ板部２０と前記ナット６との干渉を防止している。又、この塞ぎ板部２０の外周寄り部分で、この膨出部２１よりも直径方向外側部分には透孔２２を形成し、この透孔２２を通じて上記センサ４の検知部２４を、上記カバー１８の内側に挿入している。又、上記センサ４の中間部外周面には取付フランジ２５を固設しており、この取付フランジ２５を上記カバー１８の塞ぎ板部２０に、止めねじ２６、２６で固定する事により、上記センサ４を上記カバー１８に、所定の位置関係で結合固定している。この様にセンサ４をカバー１８に結合固定した状態で、上記検知部２４の先端面は、上記エンコーダ３の円輪部１６の内側面に、微小隙間を介して対向する。
【０００７】
上述の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、前記外輪１の外周面に固設した取付部１２を懸架装置に対して図示しないボルトにより結合固定すると共に、前記ハブ２の外周面に固設したフランジ１１に車輪を、このフランジ１１に設けたスタッド２７により固定する事で、上記懸架装置に対して上記車輪を回転自在に支持する。この状態で車輪が回転すると、上記センサ４の検知部２４の端面近傍を、上記円輪部１６に形成した透孔１７、１７と、円周方向に隣り合う透孔１７、１７同士の間に存在する柱部とが交互に通過する。この結果、上記センサ４内を流れる磁束の密度が変化し、このセンサ４の出力が変化する。この様にしてセンサ４の出力が変化する周波数は、上記車輪の回転数に比例する。従って、上記センサ４の出力を図示しない制御器に送れば、ＡＢＳやＴＣＳを適切に制御できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図１２〜１３に示した従来構造の場合には、１対の止めねじ２６、２６により、センサ４をカバー１８に結合固定している。従って、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの組立工場で上記センサ４をカバー１８に取り付ける作業は面倒であり、作業時間を要する為、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットのコストが嵩む原因となる。又、修理等の為、上記センサ４を上記カバー１８から取り外し、再び装着する作業も面倒で、その分修理に要するコストを高くする原因となる。
本発明は、この様な事情に鑑みて、センサを、静止輪である外輪若しくはこの外輪を固定する固定部材に着脱する作業を容易且つ迅速に行なえて、コスト低減を図れる回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの構造を実現すべく考えたものである。
【０００９】
【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、内周面に外輪軌道を有し、使用時にも回転しない外輪と、上記外輪軌道と対向する内輪軌道を外周面に有し、使用時に回転する内輪と、上記外輪軌道と上記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、上記内輪の一部にこの内輪と同心に固定された、円周方向に亙る特性を交互に且つ等間隔に変化させたエンコーダと、検知部を有し、この検知部を上記エンコーダの一部に対向させた状態で上記外輪の一部に支持され、上記エンコーダの特性の変化に対応して出力信号を変化させるセンサとを備える。
【００１０】
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、上記外輪の一部で上記エンコーダの一部と対向する部分には、上記センサを保持したホルダの少なくとも先端寄り部分を挿入自在な挿入孔が設けられており、上記センサを保持したホルダの一部で上記先端寄り部分から外れた部分には、上記挿入孔の開口周縁部に当接する事により、上記センサを保持したホルダの上記挿入孔の軸方向に亙る位置決めを図る位置決め部が設けられており、両端部に互いに同心に形成した１対の係止脚部の基端部と中間部に形成した抑え部の両端部とを１対の連結部により連結して成る結合ばねを構成する上記両係止脚部を、それぞれが上記外輪の外周面に、この外輪の内周面にまで貫通しない状態で互いに同心に形成された１対の凹孔に係止する事により、上記外輪に対して上記結合ばねを、上記両係止脚部を中心とする揺動自在に支持しており、この結合ばねを構成する上記抑え部で上記位置決め部を上記挿入孔の開口周縁部に押圧する事により、上記センサを保持したホルダを上記外輪に対して着脱自在に装着しており、この外輪の端部に、このセンサ及び上記エンコーダを設置した空間と外部空間とを遮断する密封シール部材を設けている。
【００１１】
【作用】
上述の様に構成する本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットが、自動車の懸架装置に対して車輪を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際の作用自体は、前述した従来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、センサを保持したホルダを外輪に着脱する作業を、容易且つ迅速に行なえる。
【００１２】
先ず、上記センサを保持したホルダを上記外輪に装着する際には、上記センサを保持したホルダの先端寄り部分を挿入孔に挿入し、位置決め部をこの挿入孔の開口周縁部に当接させる。次いで、１対の係止脚部を上記外輪の外周面に形成された１対の凹孔に係止した結合ばねの抑え部を、上記センサを保持したホルダに係合させ、上記位置決め部を上記挿入孔の開口周縁部に押圧する。上記センサを保持したホルダを上記外輪から取り外す際には、これとは逆に、上記結合ばねの抑え部を上記外輪から外した後、上記センサを保持したホルダの先端寄り部分を挿入孔から抜き取る。
【００１３】
上記結合ばねの抑え部を、上記センサを保持したホルダの一部に係合させたり、外したりする作業は、止めねじを緊締したり弛めたりする作業に比べて、容易且つ迅速に行なえる。従って、上記センサを保持したホルダを、上記外輪に着脱する作業に要する手間を軽減して、回転速度検出装置付転がり軸受ユニット自体のコスト、並びに修理に要するコストの低減を図れる。
又、上記両係止脚部を係止する為に、上記外輪の外周面に形成する凹孔を、この外輪の内周面にまで貫通させず、且つ、この外輪の端部に密封シール部材を設けている為、外部からこの外輪の外周面に吹き付けられる泥水等の異物が、この外輪の内側に侵入するのを防止できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１〜１１は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本発明の特徴は、転がり軸受ユニットを構成する静止輪である外輪に、センサをホルダに保持して成るセンサユニット３９を着脱する部分の構造にある。外輪１ａに対して回転輪であるハブ２ａ及び内輪７を回転自在に支持して成る、転がり軸受ユニットの構造及び作用は、基本的には、前述の図１２〜１３に示した従来構造と同様であるので、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、本発明の特徴部分並びに前述した従来構造と異なる部分を中心に説明する。尚、本発明の実施の形態を表す図は、前述の従来構造を表した図１２とは、車両の幅方向に関する内外方向が左右逆になっている。又、前述の従来構造が、非駆動輪（ＦＦ車の後輪、ＦＲ車の前輪）を支持する為の転がり軸受ユニットであったのに対して、本例の場合には、駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車の後輪、４ＷＤ車の全輪）を支持する為の転がり軸受ユニットに本発明を適用している。この為、車輪を支持するハブ２ａは、内周面にスプライン孔を有する円筒状とし、このハブ２ａの内側に等速ジョイント２８の軸２９を挿通自在としている。
【００１５】
静止輪である外輪１ａの内端部（図１の右端部）は、次述するエンコーダ３ａを固定する内輪７の内端部よりも軸方向内側（図１の右側）に突出させている。そして、この外輪１ａの内端部で、上記内輪７の内端部よりも軸方向内側へ突出した部分の一部に、上記外輪１ａの外周面と内周面とを貫通させる挿入孔３０を設けている。
【００１６】
又、上記外輪１ａの内端開口部と上記等速ジョイント２８の外周面との間の環状隙間は、密封シール部材３１により密に塞いでいる。この密封シール部材３１は、金属板を折り曲げる事により断面Ｌ字形で全体を円環状に形成した芯金３２と、この芯金３２を構成する円輪部３３の内周縁部に全周に亙って添着した、ゴム、エラストマー等の弾性材製のシールリップ３４とから成る。そして、上記芯金３２の円筒部３５を上記外輪１ａの内端開口部に、締まり嵌めで内嵌固定する事により、この外輪１ａの内端開口部を密に塞いでいる。上記シールリップ３４の先端縁は、前記等速ジョイント２８の外周面に摺接させている。
【００１７】
尚、この様な密封シール部材３１の芯金３２は、プレス加工により造る為、本来、良好な加工精度を得る事が難しい。但し、本例の場合には、上記外輪１ａの内端部を、上記内輪７の内端部よりも軸方向内側に突出させており、又、この外輪１ａを加工精度の良好な削り加工により仕上げている。従って、上記芯金３２の内端面は上記外輪１ａの内端面から大きく突出させる必要はなく、又、上記密封シール部材３１は単純な形状である為、上記外輪１ａと芯金３２とは、それぞれの内端面同士をほぼ面一に組み合わせることができる。この結果、上記芯金３２を上記外輪１ａの内端部に内嵌した状態での、上記円輪部３３及びこの円輪部３３に添着したシールリップ３４の真円度を十分に確保できる。従って、このシールリップ３４を、全周に亙って上記等速ジョイント２８の外周面に、十分な接触圧で摺接させ、上記外輪１ａに対する上記密封シール部材３１の密封性能を良好に維持できる。
【００１８】
一方、前記ハブ２ａと共に回転輪を構成する内輪７の内端部（図１の右端部）には、上記エンコーダ３ａを外嵌固定している。このエンコーダ３ａは、例えば支持環と永久磁石とから成る。このうちの支持環は、ＳＰＣＣ等の磁性金属板を折り曲げる事により、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成し、上記内輪７の内端部に締まり嵌めで外嵌固定している。又、上記永久磁石は、例えばフェライト粉末を混入したゴムを上記支持環を構成する円輪部の内側面に、焼き付け等により添着して成る。この永久磁石は、例えば軸方向（図１の左右方向）に亙って着磁すると共に、着磁方向を円周方向に亙り交互に且つ等間隔で変化させている。従って、上記エンコーダ３ａの内側面には、Ｓ極とＮ極とが円周方向に亙り交互に且つ等間隔で配置されている。
【００１９】
又、上記内輪７の内端部よりも軸方向内側へ突出した上記外輪１ａの内端部の一部で、上記エンコーダ３ａよりも少し内方に寄った部分には、断面が円形の前記挿入孔３０を、上記外輪１ａの直径方向に亙り、この外輪１ａの外周面と内周面とを貫通させる状態で設けている。そして、上記外輪１ａの外周面で、上記挿入孔３０の開口周縁部には、図２に示す様に、この挿入孔３０の軸方向に対して垂直な平面部３８を形成している。そして、上記挿入孔３０内に、センサを保持したホルダに相当するセンサユニット３９の先端寄り部分である、挿入部３６を挿入している。このセンサユニット３９は、ホール素子、磁気抵抗素子（ＭＲ素子）等、磁束の流れ方向に応じて特性を変化させる磁気検出素子並びにこの磁気検出素子の出力波形を整える為の波形整形回路を組み込んだＩＣと、上記永久磁石から出る（或は上記永久磁石に流れ込む）磁束を上記磁気検出素子に導く為の、磁性材製のポールピース等とを、合成樹脂製のホルダ中に包埋保持して成る。又、上記ＩＣから整形された波形として出る出力信号を図示しない制御器に送る為のハーネス４０の端部を、（コネクタ等を介する事なく）直接上記センサユニット３９に接続している。
【００２０】
この様なセンサユニット３９は、先端（図１、３、４の下端）寄り部分に設けた挿入部３６と、上記挿入部３６の基端側（図１、３、４の上端側）に設けた、位置決め部に相当する外向フランジ状の鍔部４２とを備える。又、上記挿入部３６は、上記挿入孔３０をがたつきなく挿通自在な円柱状の基端側挿入部３７と、断面が矩形である角柱状の先端側挿入部４１とから成る。そして、この先端側挿入部４１の先端部外側面（図１の左側面）に、上記エンコーダ３ａを構成する永久磁石の内側面（図１の右側面）と対向する検出部を設けている。又、上記基端側挿入部３７の中間部外周面には係止溝４３を、全周に亙って形成すると共に、この係止溝４３にＯリング４４等の密封部材を係止している。上記基端側挿入部３７を上記挿入孔３０に挿通した状態では、上記Ｏリング４４がこの挿入孔３０の内周面と上記係止溝４３の底面との間で弾性的に圧縮されて、上記基端側挿入部３７の外周面と上記挿入孔３０の内周面との間をシールする。即ち、上記Ｏリング４４は、泥水等の異物がこの挿入孔３０を通じて上記外輪１ａの内側に進入するのを防止する。この様に、この外輪１ａと上記センサユニット３９の挿入部３６との間をシールする事により、磁性粉等の異物が前記エンコーダ３ａを構成する永久磁石の側面に付着する事を防止し、回転速度検出の精度が悪化する事を防止している。尚、上記外輪１ａと上記センサユニット３９の挿入部３６との間をシールする為のシールリングとして、上述の様なＯリング４４に代えて、断面形状がＸ字形であるＸリング等の他のシールリングを使用すれば、上記挿入孔３０に上記センサユニット３９の基端側挿入部３７を挿入する為に要する力を低減して、このセンサユニット３９の装着作業の容易化を図る事もできる。更に、密封部材は、上記鍔部４２と前記平面部３８との間で挟持する、シート状のパッキングであっても良い。尚、上記先端側挿入部４１を角柱状とした事により、上記センサユニット３９を挟んで対向する上記エンコーダ３ａと前記密封シール部材３１との間の軸方向距離を縮める事ができ、回転速度検出装置付転がり軸受ユニット全体の軸方向寸法の短縮化を図れる。更に、本例では、上記密封シール部材３１の円筒部３５の一部を、上記挿入孔３０の開口部に掛かる（この挿入孔３０の内端開口の一部を塞ぐ）位置にまで延長させている。これにより上記外輪１ａの軸方向寸法を徒に大きくする事なく、この外輪１ａと上記円筒部３５との必要な嵌合面積を確保している。
【００２１】
上記センサユニット３９の基端部に設けた、位置決め部として機能する上記鍔部４２の内周側面（図１の下面）は平坦面として、上記外輪１ａに形成した平面部３８に当接させ、次述する結合ばね４５により、上記外輪１ａに結合固定する。弾性部材である、この結合ばね４５は、ステンレスのばね鋼、クロムメッキ処理を施したばね鋼等、弾性及び耐食性を有する金属製の線材を、図５に示す様に曲げ形成して成る。この結合ばね４５は、両端部に形成した１対の係止脚部４６、４６と、上記鍔部４２を上記平面部３８に向け抑え付ける為に、中間部に形成した抑え部４７と、この抑え部４７の両端部と上記各係止脚部４６、４６の基端部とを連結する為の、１対の連結部４８、４８とから成る。上記各係止脚部４６、４６は、互いに近づき合う方向に折り曲げて、同軸上に配置している。又、上記抑え部４７は、中間部に形成した、それぞれが四分円弧よりも少し小さな円弧状である１対の湾曲部４９、４９と、これら各湾曲部４９、４９に挟まれた中央部分に設けられ、上記各連結部４８、４８とは、反対方向に折れ曲った摘み部５１と、両端部に存在し互いに反対方向に折れ曲った直線部５０、５０とから成る。又、上記各連結部４８、４８は、先端側に設けた第一の円弧部５２、５２と、基端側に設けた第二の円弧部５３、５３とをそれぞれ直列に配置して成る。これら各円弧部５２、５３は、それぞれ結合ばね４５の外側が凸となる方向に湾曲している。そして、これら第一、第二の円弧部５２、５３同士の間部分を第一の係止部５４、５４とし、上記結合ばね４５の中央寄り部分である上記第二の円弧部５３、５３の一端部を第二の係止部５５、５５としている。
【００２２】
この様な結合ばね４５を構成する上記各係止脚部４６、４６の先端を枢支する為、前記外輪１ａの外周面で、前記挿入孔３０を中心とした直径方向反対側２箇所位置には、それぞれが上記外輪１ａの内周面にまで貫通しない（有底の）１対の凹孔５６を、互いに同心に設けている。この様にこれら凹孔５６を上記外輪１ａの内周面にまで貫通させない理由は、外部から上記外輪１ａの外周面に吹き付けられる泥水等の異物が、上記外輪１ａの内側に侵入するのを防止する為である。そして、上記各凹孔５６に上記各係止脚部４６、４６を係止し、上記外輪１ａに対して上記結合ばね４５を、上記１対の係止脚部４６、４６を中心とする揺動自在に支持している。
【００２３】
上記各係止脚部４６、４６が上記各凹孔５６から外れない様にする為、上記結合ばね４５の自由状態での、上記各係止脚部４６、４６の先端同士の間隔Ｄ46は、上記１対の凹孔５６の開口部同士の間隔Ｄ56（図示せず）よりも十分に小さく（Ｄ46＜Ｄ56）している。又、上記結合ばね４５の自由状態での、上記１対の第一の係止部５４、５４同士の間隔及び上記１対の第二の係止部５５、５５同士の間隔は、それぞれ次の様に規制する。即ち、上記各係止脚部４６、４６同士の間隔を弾性的に押し広げ、これら各係止脚部４６、４６を上記各凹孔５６に係止した状態で、上記結合ばね４５をこれら各係止脚部４６、４６と各凹孔５６との係合部を中心に揺動させた場合に、上記各第一の係止部５４、５４及び各第二の係止部５５、５５が、上記外輪１ａの内端面と少し干渉して、上記結合ばね４５の揺動変位を制限する様にしている。尚、図示の例では、上記１対の凹孔５６は、それぞれ上記外輪１ａの直径方向反対位置に形成したが、上記１対の凹孔５６は、互いに同心に形成すれば、必ずしも直径方向反対位置に設けなくても良い。例えば、上記各係止脚部４６、４６の係止代を大きくすべく、各凹孔５６を深くする為、図示の位置とは円周方向に外れた位置に形成しても良い。
【００２４】
一方、前記センサユニット３９に設けた前記鍔部４２の基端面（先端側挿入部４１と反対側の面で、図１、３、４の上端面）には、上記結合ばね４５の抑え部４７をがたつきなく係合させる為の抑え溝５７を形成している。この抑え溝５７は、前記ハーネス４０の基端部を囲む状態で設けた湾曲部５８と、この湾曲部５８の両端から互いに逆方向に折れ曲がり、上記鍔部４２の外周縁に開口した１対の直線部５９、５９とから成る。又、上記鍔部４２の基端面の一部外周寄り部分で、上記湾曲部５８の凸側に対向する部分には、傾斜面６０を形成している。この傾斜面６０は、上記鍔部４２の厚さが、この鍔部４２の端縁に向かう程小さくなる方向に傾斜している。又、上記抑え溝５７は、上記結合ばね４５の抑え部４７を係合させた状態で、この抑え部４７が不用意に外れる事を防止すると共に、前記挿入孔３０内での上記センサユニット３９の円周方向に関する位置決めを図る。尚、上記外輪１ａに平面部３８を形成せずに、センサユニット３９の位置決め部として機能する鍔部４２の内周側面を、断面が上記外輪１ａの外周面と同じ曲率を有する円弧状凹面とする事もできる。この様な凹面の加工は、高精度で行なえる為、上記センサユニット３９の円周方向（挿入孔３０内での回転方向）に関する位置決めをより正確に行なえる。
【００２５】
それぞれが上述の様に構成される各部材を組み合わせて、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べく、上記センサユニット３９を前記外輪１ａに装着する作業は、次の様にして行なう。先ず、上記結合ばね４５を上記外輪１ａに結合する場合、上記結合ばね４５の各係止脚部４６、４６同士の間隔を弾力に抗して押し広げつつ、これら各係止脚部４６、４６を上記各凹孔５６に挿入して、これら各係止脚部４６、４６を各凹孔５６内に、揺動変位自在に係合させる。そして、上記結合ばね４５を上記各係止脚部４６、４６を中心として、前記抑え部４７を上記挿入孔３０に近づけるべく、図６の反時計方向に揺動させる。この揺動に伴い、前記１対の第一の係止部５４、５４が、上記外輪１ａの内端面に突き当たる。この状態で更に上記結合ばね４５を揺動させると、図６〜７に示す様に、上記各第一の係止部５４、５４が直径方向外方に弾性変形しつつ、上記外輪１ａの外周面に乗り上がる。但し、前記１対の第二の係止部５５、５５が上記外輪１ａの内端面に突き当たり、上記抑え部４７がそれ以上上記挿入孔３０に近づく方向（図６の反時計方向）に、上記結合ばね４５が揺動する事を阻止する。この状態では、上記各第一の係止部５４、５４が上記外輪１ａの外周面を弾性的に押圧する為、上記結合ばね４５は、上記抑え部４７が上記挿入孔３０から遠ざかる方向（図６の時計方向）にも、不用意に揺動する事がない。従って、この状態で結合ばね４５は外輪１ａに仮固定され、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの搬送作業、並びに車両への組み付け作業時に、上記結合ばね４５がぶらつく事を阻止する。
【００２６】
回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの製造メーカーから自動車の組立工場へは、この様に第一の係止部５４、５４を外輪１ａの外周面に乗り上げ、上記結合ばね４５を上記外輪１ａに仮固定した状態で納入する。尚、この様な状態で、上記結合ばね４５の外接円の直径はナックルの支持孔６９（図７）の内径及び外軸１ａの大径部６２の外径以下になる様にしている。従って、上記結合ばね４５が、上記外輪１ａの大径部６２を上記ナックルの支持孔６９に挿入しつつ、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを自動車の懸架装置に支持する作業の妨げとなる事はない。又、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを前記等速ジョイント２８の軸２９と結合する際には、この等速ジョイント２８の一部で、車両の内側に向かう程直径が大きくなった円錐状のベル部６１の外周面が、上記結合ばね４５を構成する抑え部４７を押圧し、前記各第二の係止部５５、５５を直径方向外方に変位させつつ、上記結合ばね４５を、図６、８の反時計方向に押圧する。この結果、上記各第二の係止部５５、５５が、上記外輪１ａの外周面に乗り上がる。
【００２７】
回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、自動車の組立工場で上述した様に、上記ナックルの支持孔６９の内側に上記外輪１ａを、上記結合ばね４５を装着した側から挿入し、上記外輪１ａの大径部６２を上記支持孔６９に内嵌する。これと同時に、上記ハブ２ａを上記等速ジョイント２８の軸２９に、スプライン係合させる。この際、上述した様に、上記結合ばね４５を構成する抑え部４７が、上記等速ジョイント２８のベル部６１の外周面に突き当たり、このベル部６１が上記抑え部４７を押圧して、この抑え部４７が上記挿入孔３０に近づく方向に上記結合ばね４５を揺動させる。従って、この状態で上記各第二の係止部５５、５５が上記外輪１ａの外周面に乗り上がり、上記結合ばね４５を小さな力で揺動自在となる。但し、図８に示す様に、上記結合ばね４５に力を加えない状態では、上記抑え部４７が上記ベル部６１に当接した状態のままとなり、上記抑え部４７が上記挿入孔３０の開口部を塞がず、この抑え部４７が前記センサユニット３９を上記挿入孔３０に挿入する際の妨げとなる事はない。
【００２８】
次に、図９に示す様に、上記センサユニット３９の先端寄り部分である挿入部３６を、上記挿入孔３０の内側に挿入し、更に図１０に示す様に、前記鍔部４２を前記外輪１ａの平面部３８に当接させる。この状態で、上記センサユニット３９を構成する先端側挿入部４１の先端面に設けた検出部と前記エンコーダ３ａを構成する永久磁石の内側面との間には、所望の厚さ寸法（例えば０．５mm程度）の微小隙間が存在する様に、各部の寸法を規制している。
【００２９】
次に、図１０に示す様に、上記結合ばね４５の抑え部４７の中間部に設けた摘み部５１を摘んで、上記抑え部４７が上記挿入孔３０に近づく方向に上記結合ばね４５を図１０の反時計方向に揺動させる。この状態では、上記第一、第二の係止部５４、５５が、何れも、上記外輪１ａの外周面に乗り上がっている為、上記結合ばね４５は小さな力で揺動させる事ができる。そして、図１１に示す様に、上記抑え部４７を、上記センサユニット３９の基端面に設けた抑え溝５７に係合させる。この際、上記抑え部４７は、上記センサユニット３９の鍔部４２の上端面に設けた傾斜面６０に乗り上がる為、上記抑え溝５７との係合作業を楽に行える。
【００３０】
上述の様にして、上記抑え部４７を上記抑え溝５４に係合させた状態では、上記結合ばね４５の抑え部４７が、結合ばね４５自体の弾力により、上記鍔部４２を上記外輪１ａの平面部３８に向け、十分に大きな力（例えば１０kgf 程度）で抑え付けて、上記センサユニット３９を上記外輪１ａに結合固定する。上記抑え部４７と抑え溝５７との係合力は十分に大きい為、自動車の走行時の振動等により、上記結合ばね４５が上記センサユニット３９から外れる事はない。又、上記抑え部４７と抑え溝５７との係合により、上記センサユニット３９が前記挿入孔３０の内側で回転する事を防止する。従って、センサの検出部と前記エンコーダ３ａの内側面とを、確実に対向させたままの状態に維持できる。
【００３１】
交換・修理等の為、上記センサユニット３９を上記外輪１ａから取り外す際には、上述した装着作業とは逆に、先ず、上記結合ばね４５の抑え部４７を上記センサユニット３９の抑え溝５７から取り外す。この取り外し作業は、先ず上記抑え部４７の摘み部５１を摘んで、上記結合ばね４５を上記抑え部４７が上記挿入孔３０から遠ざかる方向に揺動させる。この揺動に伴って上記抑え部４７は、直径方向外方に変位しつつ、上記抑え溝５７から抜け出る。この様にして上記抑え部４７を上記抑え溝５７から取り外した後、上記センサユニット３９の挿入部３６を、前記挿入孔３０の内側から抜き取る。
【００３２】
上記結合ばね４５の抑え部４７を、上記センサユニット３９の抑え溝５７に係合させたり、外したりする作業は、止めねじを緊締したり弛めたりする作業に比べて、容易且つ迅速に行なえる。従って、本発明によれば、上記センサユニット３９を上記外輪１ａに着脱する作業に要する手間を軽減して、回転速度検出装置付転がり軸受ユニット自体の組み付けに要するコスト、並びに交換・修理に要するコストの低減を図れる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、センサを保持したホルダを、外輪に着脱する作業に要する手間を軽減して、回転速度検出装置付転がり軸受ユニット自体のコスト、並びに修理に要するコストの低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の第１例を示す部分断面図。
【図２】 密封シール部材を装着した外輪のみを取り出して示す斜視図。
【図３】 ハーネスの端部及びセンサユニットのみを取り出して示す斜視図。
【図４】 図３の上方から見た斜視図。
【図５】 センサユニットと外輪とを結合する為の結合ばねの斜視図。
【図６】 転がり軸受ユニットに結合ばねを仮固定した状態で示す部分側面図。
【図７】 図６の右方から見た図。
【図８】 結合ばねを仮固定した転がり軸受ユニットを等速ジョイントに結合した状態で示す、図６と同様の図。
【図９】 図８の状態の転がり軸受ユニットにセンサユニットを装着する状態を示す、図６と同様の図。
【図１０】 センサユニットを転がり軸受ユニットに結合固定すべく、結合ばねを揺動させる状態を示す、図６と同様の図。
【図１１】 結合ばねの揺動を完了して、転がり軸受ユニットとセンサユニットとを結合固定した状態を示す、図６と同様の図。
【図１２】 従来構造の１例を示す、図１３のＢ−Ｏ−Ｃ断面図。
【図１３】 図１２の左方から見た図。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ 外輪
２、２ａ、２ｂ ハブ
３、３ａ エンコーダ
４ センサ
５ 外輪軌道
６ ナット
７、７ａ 内輪
８ 内輪軌道
９ 転動体
１０ 保持器
１１ フランジ
１２ 取付部
１３ シールリング
１５ 円筒部
１６ 円輪部
１７ 透孔
１８ カバー
１９ 嵌合筒部
２０ 塞ぎ板部
２１ 膨出部
２２ 透孔
２４ 検知部
２５ 取付フランジ
２６ 止めねじ
２７ スタッド
２８ 等速ジョイント
２９ 軸
３０、３０ａ 挿入孔
３１ 密封シール部材
３２ 芯金
３３ 円輪部
３４ シールリップ
３５ 円筒部
３６ 挿入部
３７ 基端側挿入部
３８ 平面部
３９ センサユニット
４０ ハーネス
４１ 先端側挿入部
４２ 鍔部
４３ 係止溝
４４ Ｏリング
４５ 結合ばね
４６ 係止脚部
４７ 抑え部
４８ 連結部
４９ 湾曲部
５０ 直線部
５１ 摘み部
５２ 第一の円弧部
５３ 第二の円弧部
５４ 第一の係止部
５５ 第二の係止部
５６ 凹孔
５７ 抑え溝
５８ 湾曲部
５９ 直線部
６０ 傾斜面
６１ ベル部
６２ 大径部
６３ 段部
６９ 支持孔
【発明の属する技術分野】
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対して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のに、転がり軸受ユニットを使用する。又、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）を制御する為には、上記車輪の回転速度を検出する必要がある。この為、上記転がり軸受ユニットに回転速度検出装置を組み込んだ、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットにより、上記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を検出する事が、近年広く行なわれる様になっている。
【０００３】
図１２〜１３は、この様な目的で使用される回転速度検出装置の従来構造の１例として、実開平７−３１５３９号公報に記載されたものを示している。この回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、使用時にも回転しない静止輪である外輪１の内側に、使用時に回転する回転輪であるハブ２を回転自在に支持している。そして、このハブ２の一部に固定したエンコーダ３の回転速度を、上記外輪１に支持したセンサ４により検出自在としている。即ち、静止側周面である、上記外輪１の内周面には、それぞれが静止側軌道である、複列の外輪軌道５、５を設けている。又、回転側周面である、上記ハブ２及びこのハブ２に外嵌してナット６によりこのハブ２に対し結合固定した状態で上記ハブ２と共に上記回転輪を構成する内輪７の外周面には、それぞれが回転側軌道である、内輪軌道８、８を設けている。そして、これら各内輪軌道８、８と上記各外輪軌道５、５との間にそれぞれ複数個ずつの転動体９、９を、それぞれ保持器１０、１０により保持した状態で転動自在に設け、上記外輪１の内側に上記ハブ２及び内輪７を、回転自在に支持している。
【０００４】
又、上記ハブ２の外端部（自動車への組み付け状態で幅方向外側となる端部を言い、図１２の右端部）で上記外輪１の外端部から軸方向外方に突出した部分には、車輪を取り付ける為のフランジ１１を設けている。又、上記外輪１の内端部（自動車への組み付け状態で幅方向中央側となる端部を言い、図１２の左端部）には、この外輪１を懸架装置に取り付ける為の取付部１２を設けている。又、上記外輪１の外端開口部と上記ハブ２の中間部外周面との間の隙間は、シールリング１３により塞いでいる。尚、重量の嵩む自動車用の転がり軸受ユニットの場合には、上記複数個の転動体９、９として、図示の様な玉に代えて、テーパころを使用する場合もある。
【０００５】
上述の様な転がり軸受ユニットに回転速度検出装置を組み込むべく、上記内輪７の内端部で上記内輪軌道８から外れた部分の外周面には、前記エンコーダ３を外嵌固定している。このエンコーダ３は、軟鋼板等の磁性金属板に塑性加工を施す事により、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成したもので、円筒部１５と円輪部１６とを備え、このうちの円筒部１５を上記内輪７の内端部に締まり嵌めで外嵌する事により、この内輪７の内端部に固定している。又、上記円輪部１６には、それぞれがこの円輪部１６の直径方向に長いスリット状の透孔１７、１７を多数、放射状に、円周方向に亙り等間隔で形成する事により、上記円輪部１６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。
【０００６】
更に、上記外輪１の内端開口部にはカバー１８を、上記エンコーダ３の円輪部１６の内側面に対向する状態で、嵌合固定している。金属板を塑性加工して成る、このカバー１８は、上記外輪１の内端開口部に内嵌固定自在な嵌合筒部１９と、この内端開口部を塞ぐ塞ぎ板部２０とを有する。この塞ぎ板部２０の中央部には、有底円筒状の膨出部２１を形成して、この塞ぎ板部２０と前記ナット６との干渉を防止している。又、この塞ぎ板部２０の外周寄り部分で、この膨出部２１よりも直径方向外側部分には透孔２２を形成し、この透孔２２を通じて上記センサ４の検知部２４を、上記カバー１８の内側に挿入している。又、上記センサ４の中間部外周面には取付フランジ２５を固設しており、この取付フランジ２５を上記カバー１８の塞ぎ板部２０に、止めねじ２６、２６で固定する事により、上記センサ４を上記カバー１８に、所定の位置関係で結合固定している。この様にセンサ４をカバー１８に結合固定した状態で、上記検知部２４の先端面は、上記エンコーダ３の円輪部１６の内側面に、微小隙間を介して対向する。
【０００７】
上述の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、前記外輪１の外周面に固設した取付部１２を懸架装置に対して図示しないボルトにより結合固定すると共に、前記ハブ２の外周面に固設したフランジ１１に車輪を、このフランジ１１に設けたスタッド２７により固定する事で、上記懸架装置に対して上記車輪を回転自在に支持する。この状態で車輪が回転すると、上記センサ４の検知部２４の端面近傍を、上記円輪部１６に形成した透孔１７、１７と、円周方向に隣り合う透孔１７、１７同士の間に存在する柱部とが交互に通過する。この結果、上記センサ４内を流れる磁束の密度が変化し、このセンサ４の出力が変化する。この様にしてセンサ４の出力が変化する周波数は、上記車輪の回転数に比例する。従って、上記センサ４の出力を図示しない制御器に送れば、ＡＢＳやＴＣＳを適切に制御できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図１２〜１３に示した従来構造の場合には、１対の止めねじ２６、２６により、センサ４をカバー１８に結合固定している。従って、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの組立工場で上記センサ４をカバー１８に取り付ける作業は面倒であり、作業時間を要する為、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットのコストが嵩む原因となる。又、修理等の為、上記センサ４を上記カバー１８から取り外し、再び装着する作業も面倒で、その分修理に要するコストを高くする原因となる。
本発明は、この様な事情に鑑みて、センサを、静止輪である外輪若しくはこの外輪を固定する固定部材に着脱する作業を容易且つ迅速に行なえて、コスト低減を図れる回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの構造を実現すべく考えたものである。
【０００９】
【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、内周面に外輪軌道を有し、使用時にも回転しない外輪と、上記外輪軌道と対向する内輪軌道を外周面に有し、使用時に回転する内輪と、上記外輪軌道と上記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、上記内輪の一部にこの内輪と同心に固定された、円周方向に亙る特性を交互に且つ等間隔に変化させたエンコーダと、検知部を有し、この検知部を上記エンコーダの一部に対向させた状態で上記外輪の一部に支持され、上記エンコーダの特性の変化に対応して出力信号を変化させるセンサとを備える。
【００１０】
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、上記外輪の一部で上記エンコーダの一部と対向する部分には、上記センサを保持したホルダの少なくとも先端寄り部分を挿入自在な挿入孔が設けられており、上記センサを保持したホルダの一部で上記先端寄り部分から外れた部分には、上記挿入孔の開口周縁部に当接する事により、上記センサを保持したホルダの上記挿入孔の軸方向に亙る位置決めを図る位置決め部が設けられており、両端部に互いに同心に形成した１対の係止脚部の基端部と中間部に形成した抑え部の両端部とを１対の連結部により連結して成る結合ばねを構成する上記両係止脚部を、それぞれが上記外輪の外周面に、この外輪の内周面にまで貫通しない状態で互いに同心に形成された１対の凹孔に係止する事により、上記外輪に対して上記結合ばねを、上記両係止脚部を中心とする揺動自在に支持しており、この結合ばねを構成する上記抑え部で上記位置決め部を上記挿入孔の開口周縁部に押圧する事により、上記センサを保持したホルダを上記外輪に対して着脱自在に装着しており、この外輪の端部に、このセンサ及び上記エンコーダを設置した空間と外部空間とを遮断する密封シール部材を設けている。
【００１１】
【作用】
上述の様に構成する本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットが、自動車の懸架装置に対して車輪を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際の作用自体は、前述した従来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、センサを保持したホルダを外輪に着脱する作業を、容易且つ迅速に行なえる。
【００１２】
先ず、上記センサを保持したホルダを上記外輪に装着する際には、上記センサを保持したホルダの先端寄り部分を挿入孔に挿入し、位置決め部をこの挿入孔の開口周縁部に当接させる。次いで、１対の係止脚部を上記外輪の外周面に形成された１対の凹孔に係止した結合ばねの抑え部を、上記センサを保持したホルダに係合させ、上記位置決め部を上記挿入孔の開口周縁部に押圧する。上記センサを保持したホルダを上記外輪から取り外す際には、これとは逆に、上記結合ばねの抑え部を上記外輪から外した後、上記センサを保持したホルダの先端寄り部分を挿入孔から抜き取る。
【００１３】
上記結合ばねの抑え部を、上記センサを保持したホルダの一部に係合させたり、外したりする作業は、止めねじを緊締したり弛めたりする作業に比べて、容易且つ迅速に行なえる。従って、上記センサを保持したホルダを、上記外輪に着脱する作業に要する手間を軽減して、回転速度検出装置付転がり軸受ユニット自体のコスト、並びに修理に要するコストの低減を図れる。
又、上記両係止脚部を係止する為に、上記外輪の外周面に形成する凹孔を、この外輪の内周面にまで貫通させず、且つ、この外輪の端部に密封シール部材を設けている為、外部からこの外輪の外周面に吹き付けられる泥水等の異物が、この外輪の内側に侵入するのを防止できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１〜１１は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本発明の特徴は、転がり軸受ユニットを構成する静止輪である外輪に、センサをホルダに保持して成るセンサユニット３９を着脱する部分の構造にある。外輪１ａに対して回転輪であるハブ２ａ及び内輪７を回転自在に支持して成る、転がり軸受ユニットの構造及び作用は、基本的には、前述の図１２〜１３に示した従来構造と同様であるので、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、本発明の特徴部分並びに前述した従来構造と異なる部分を中心に説明する。尚、本発明の実施の形態を表す図は、前述の従来構造を表した図１２とは、車両の幅方向に関する内外方向が左右逆になっている。又、前述の従来構造が、非駆動輪（ＦＦ車の後輪、ＦＲ車の前輪）を支持する為の転がり軸受ユニットであったのに対して、本例の場合には、駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車の後輪、４ＷＤ車の全輪）を支持する為の転がり軸受ユニットに本発明を適用している。この為、車輪を支持するハブ２ａは、内周面にスプライン孔を有する円筒状とし、このハブ２ａの内側に等速ジョイント２８の軸２９を挿通自在としている。
【００１５】
静止輪である外輪１ａの内端部（図１の右端部）は、次述するエンコーダ３ａを固定する内輪７の内端部よりも軸方向内側（図１の右側）に突出させている。そして、この外輪１ａの内端部で、上記内輪７の内端部よりも軸方向内側へ突出した部分の一部に、上記外輪１ａの外周面と内周面とを貫通させる挿入孔３０を設けている。
【００１６】
又、上記外輪１ａの内端開口部と上記等速ジョイント２８の外周面との間の環状隙間は、密封シール部材３１により密に塞いでいる。この密封シール部材３１は、金属板を折り曲げる事により断面Ｌ字形で全体を円環状に形成した芯金３２と、この芯金３２を構成する円輪部３３の内周縁部に全周に亙って添着した、ゴム、エラストマー等の弾性材製のシールリップ３４とから成る。そして、上記芯金３２の円筒部３５を上記外輪１ａの内端開口部に、締まり嵌めで内嵌固定する事により、この外輪１ａの内端開口部を密に塞いでいる。上記シールリップ３４の先端縁は、前記等速ジョイント２８の外周面に摺接させている。
【００１７】
尚、この様な密封シール部材３１の芯金３２は、プレス加工により造る為、本来、良好な加工精度を得る事が難しい。但し、本例の場合には、上記外輪１ａの内端部を、上記内輪７の内端部よりも軸方向内側に突出させており、又、この外輪１ａを加工精度の良好な削り加工により仕上げている。従って、上記芯金３２の内端面は上記外輪１ａの内端面から大きく突出させる必要はなく、又、上記密封シール部材３１は単純な形状である為、上記外輪１ａと芯金３２とは、それぞれの内端面同士をほぼ面一に組み合わせることができる。この結果、上記芯金３２を上記外輪１ａの内端部に内嵌した状態での、上記円輪部３３及びこの円輪部３３に添着したシールリップ３４の真円度を十分に確保できる。従って、このシールリップ３４を、全周に亙って上記等速ジョイント２８の外周面に、十分な接触圧で摺接させ、上記外輪１ａに対する上記密封シール部材３１の密封性能を良好に維持できる。
【００１８】
一方、前記ハブ２ａと共に回転輪を構成する内輪７の内端部（図１の右端部）には、上記エンコーダ３ａを外嵌固定している。このエンコーダ３ａは、例えば支持環と永久磁石とから成る。このうちの支持環は、ＳＰＣＣ等の磁性金属板を折り曲げる事により、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成し、上記内輪７の内端部に締まり嵌めで外嵌固定している。又、上記永久磁石は、例えばフェライト粉末を混入したゴムを上記支持環を構成する円輪部の内側面に、焼き付け等により添着して成る。この永久磁石は、例えば軸方向（図１の左右方向）に亙って着磁すると共に、着磁方向を円周方向に亙り交互に且つ等間隔で変化させている。従って、上記エンコーダ３ａの内側面には、Ｓ極とＮ極とが円周方向に亙り交互に且つ等間隔で配置されている。
【００１９】
又、上記内輪７の内端部よりも軸方向内側へ突出した上記外輪１ａの内端部の一部で、上記エンコーダ３ａよりも少し内方に寄った部分には、断面が円形の前記挿入孔３０を、上記外輪１ａの直径方向に亙り、この外輪１ａの外周面と内周面とを貫通させる状態で設けている。そして、上記外輪１ａの外周面で、上記挿入孔３０の開口周縁部には、図２に示す様に、この挿入孔３０の軸方向に対して垂直な平面部３８を形成している。そして、上記挿入孔３０内に、センサを保持したホルダに相当するセンサユニット３９の先端寄り部分である、挿入部３６を挿入している。このセンサユニット３９は、ホール素子、磁気抵抗素子（ＭＲ素子）等、磁束の流れ方向に応じて特性を変化させる磁気検出素子並びにこの磁気検出素子の出力波形を整える為の波形整形回路を組み込んだＩＣと、上記永久磁石から出る（或は上記永久磁石に流れ込む）磁束を上記磁気検出素子に導く為の、磁性材製のポールピース等とを、合成樹脂製のホルダ中に包埋保持して成る。又、上記ＩＣから整形された波形として出る出力信号を図示しない制御器に送る為のハーネス４０の端部を、（コネクタ等を介する事なく）直接上記センサユニット３９に接続している。
【００２０】
この様なセンサユニット３９は、先端（図１、３、４の下端）寄り部分に設けた挿入部３６と、上記挿入部３６の基端側（図１、３、４の上端側）に設けた、位置決め部に相当する外向フランジ状の鍔部４２とを備える。又、上記挿入部３６は、上記挿入孔３０をがたつきなく挿通自在な円柱状の基端側挿入部３７と、断面が矩形である角柱状の先端側挿入部４１とから成る。そして、この先端側挿入部４１の先端部外側面（図１の左側面）に、上記エンコーダ３ａを構成する永久磁石の内側面（図１の右側面）と対向する検出部を設けている。又、上記基端側挿入部３７の中間部外周面には係止溝４３を、全周に亙って形成すると共に、この係止溝４３にＯリング４４等の密封部材を係止している。上記基端側挿入部３７を上記挿入孔３０に挿通した状態では、上記Ｏリング４４がこの挿入孔３０の内周面と上記係止溝４３の底面との間で弾性的に圧縮されて、上記基端側挿入部３７の外周面と上記挿入孔３０の内周面との間をシールする。即ち、上記Ｏリング４４は、泥水等の異物がこの挿入孔３０を通じて上記外輪１ａの内側に進入するのを防止する。この様に、この外輪１ａと上記センサユニット３９の挿入部３６との間をシールする事により、磁性粉等の異物が前記エンコーダ３ａを構成する永久磁石の側面に付着する事を防止し、回転速度検出の精度が悪化する事を防止している。尚、上記外輪１ａと上記センサユニット３９の挿入部３６との間をシールする為のシールリングとして、上述の様なＯリング４４に代えて、断面形状がＸ字形であるＸリング等の他のシールリングを使用すれば、上記挿入孔３０に上記センサユニット３９の基端側挿入部３７を挿入する為に要する力を低減して、このセンサユニット３９の装着作業の容易化を図る事もできる。更に、密封部材は、上記鍔部４２と前記平面部３８との間で挟持する、シート状のパッキングであっても良い。尚、上記先端側挿入部４１を角柱状とした事により、上記センサユニット３９を挟んで対向する上記エンコーダ３ａと前記密封シール部材３１との間の軸方向距離を縮める事ができ、回転速度検出装置付転がり軸受ユニット全体の軸方向寸法の短縮化を図れる。更に、本例では、上記密封シール部材３１の円筒部３５の一部を、上記挿入孔３０の開口部に掛かる（この挿入孔３０の内端開口の一部を塞ぐ）位置にまで延長させている。これにより上記外輪１ａの軸方向寸法を徒に大きくする事なく、この外輪１ａと上記円筒部３５との必要な嵌合面積を確保している。
【００２１】
上記センサユニット３９の基端部に設けた、位置決め部として機能する上記鍔部４２の内周側面（図１の下面）は平坦面として、上記外輪１ａに形成した平面部３８に当接させ、次述する結合ばね４５により、上記外輪１ａに結合固定する。弾性部材である、この結合ばね４５は、ステンレスのばね鋼、クロムメッキ処理を施したばね鋼等、弾性及び耐食性を有する金属製の線材を、図５に示す様に曲げ形成して成る。この結合ばね４５は、両端部に形成した１対の係止脚部４６、４６と、上記鍔部４２を上記平面部３８に向け抑え付ける為に、中間部に形成した抑え部４７と、この抑え部４７の両端部と上記各係止脚部４６、４６の基端部とを連結する為の、１対の連結部４８、４８とから成る。上記各係止脚部４６、４６は、互いに近づき合う方向に折り曲げて、同軸上に配置している。又、上記抑え部４７は、中間部に形成した、それぞれが四分円弧よりも少し小さな円弧状である１対の湾曲部４９、４９と、これら各湾曲部４９、４９に挟まれた中央部分に設けられ、上記各連結部４８、４８とは、反対方向に折れ曲った摘み部５１と、両端部に存在し互いに反対方向に折れ曲った直線部５０、５０とから成る。又、上記各連結部４８、４８は、先端側に設けた第一の円弧部５２、５２と、基端側に設けた第二の円弧部５３、５３とをそれぞれ直列に配置して成る。これら各円弧部５２、５３は、それぞれ結合ばね４５の外側が凸となる方向に湾曲している。そして、これら第一、第二の円弧部５２、５３同士の間部分を第一の係止部５４、５４とし、上記結合ばね４５の中央寄り部分である上記第二の円弧部５３、５３の一端部を第二の係止部５５、５５としている。
【００２２】
この様な結合ばね４５を構成する上記各係止脚部４６、４６の先端を枢支する為、前記外輪１ａの外周面で、前記挿入孔３０を中心とした直径方向反対側２箇所位置には、それぞれが上記外輪１ａの内周面にまで貫通しない（有底の）１対の凹孔５６を、互いに同心に設けている。この様にこれら凹孔５６を上記外輪１ａの内周面にまで貫通させない理由は、外部から上記外輪１ａの外周面に吹き付けられる泥水等の異物が、上記外輪１ａの内側に侵入するのを防止する為である。そして、上記各凹孔５６に上記各係止脚部４６、４６を係止し、上記外輪１ａに対して上記結合ばね４５を、上記１対の係止脚部４６、４６を中心とする揺動自在に支持している。
【００２３】
上記各係止脚部４６、４６が上記各凹孔５６から外れない様にする為、上記結合ばね４５の自由状態での、上記各係止脚部４６、４６の先端同士の間隔Ｄ46は、上記１対の凹孔５６の開口部同士の間隔Ｄ56（図示せず）よりも十分に小さく（Ｄ46＜Ｄ56）している。又、上記結合ばね４５の自由状態での、上記１対の第一の係止部５４、５４同士の間隔及び上記１対の第二の係止部５５、５５同士の間隔は、それぞれ次の様に規制する。即ち、上記各係止脚部４６、４６同士の間隔を弾性的に押し広げ、これら各係止脚部４６、４６を上記各凹孔５６に係止した状態で、上記結合ばね４５をこれら各係止脚部４６、４６と各凹孔５６との係合部を中心に揺動させた場合に、上記各第一の係止部５４、５４及び各第二の係止部５５、５５が、上記外輪１ａの内端面と少し干渉して、上記結合ばね４５の揺動変位を制限する様にしている。尚、図示の例では、上記１対の凹孔５６は、それぞれ上記外輪１ａの直径方向反対位置に形成したが、上記１対の凹孔５６は、互いに同心に形成すれば、必ずしも直径方向反対位置に設けなくても良い。例えば、上記各係止脚部４６、４６の係止代を大きくすべく、各凹孔５６を深くする為、図示の位置とは円周方向に外れた位置に形成しても良い。
【００２４】
一方、前記センサユニット３９に設けた前記鍔部４２の基端面（先端側挿入部４１と反対側の面で、図１、３、４の上端面）には、上記結合ばね４５の抑え部４７をがたつきなく係合させる為の抑え溝５７を形成している。この抑え溝５７は、前記ハーネス４０の基端部を囲む状態で設けた湾曲部５８と、この湾曲部５８の両端から互いに逆方向に折れ曲がり、上記鍔部４２の外周縁に開口した１対の直線部５９、５９とから成る。又、上記鍔部４２の基端面の一部外周寄り部分で、上記湾曲部５８の凸側に対向する部分には、傾斜面６０を形成している。この傾斜面６０は、上記鍔部４２の厚さが、この鍔部４２の端縁に向かう程小さくなる方向に傾斜している。又、上記抑え溝５７は、上記結合ばね４５の抑え部４７を係合させた状態で、この抑え部４７が不用意に外れる事を防止すると共に、前記挿入孔３０内での上記センサユニット３９の円周方向に関する位置決めを図る。尚、上記外輪１ａに平面部３８を形成せずに、センサユニット３９の位置決め部として機能する鍔部４２の内周側面を、断面が上記外輪１ａの外周面と同じ曲率を有する円弧状凹面とする事もできる。この様な凹面の加工は、高精度で行なえる為、上記センサユニット３９の円周方向（挿入孔３０内での回転方向）に関する位置決めをより正確に行なえる。
【００２５】
それぞれが上述の様に構成される各部材を組み合わせて、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べく、上記センサユニット３９を前記外輪１ａに装着する作業は、次の様にして行なう。先ず、上記結合ばね４５を上記外輪１ａに結合する場合、上記結合ばね４５の各係止脚部４６、４６同士の間隔を弾力に抗して押し広げつつ、これら各係止脚部４６、４６を上記各凹孔５６に挿入して、これら各係止脚部４６、４６を各凹孔５６内に、揺動変位自在に係合させる。そして、上記結合ばね４５を上記各係止脚部４６、４６を中心として、前記抑え部４７を上記挿入孔３０に近づけるべく、図６の反時計方向に揺動させる。この揺動に伴い、前記１対の第一の係止部５４、５４が、上記外輪１ａの内端面に突き当たる。この状態で更に上記結合ばね４５を揺動させると、図６〜７に示す様に、上記各第一の係止部５４、５４が直径方向外方に弾性変形しつつ、上記外輪１ａの外周面に乗り上がる。但し、前記１対の第二の係止部５５、５５が上記外輪１ａの内端面に突き当たり、上記抑え部４７がそれ以上上記挿入孔３０に近づく方向（図６の反時計方向）に、上記結合ばね４５が揺動する事を阻止する。この状態では、上記各第一の係止部５４、５４が上記外輪１ａの外周面を弾性的に押圧する為、上記結合ばね４５は、上記抑え部４７が上記挿入孔３０から遠ざかる方向（図６の時計方向）にも、不用意に揺動する事がない。従って、この状態で結合ばね４５は外輪１ａに仮固定され、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの搬送作業、並びに車両への組み付け作業時に、上記結合ばね４５がぶらつく事を阻止する。
【００２６】
回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの製造メーカーから自動車の組立工場へは、この様に第一の係止部５４、５４を外輪１ａの外周面に乗り上げ、上記結合ばね４５を上記外輪１ａに仮固定した状態で納入する。尚、この様な状態で、上記結合ばね４５の外接円の直径はナックルの支持孔６９（図７）の内径及び外軸１ａの大径部６２の外径以下になる様にしている。従って、上記結合ばね４５が、上記外輪１ａの大径部６２を上記ナックルの支持孔６９に挿入しつつ、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを自動車の懸架装置に支持する作業の妨げとなる事はない。又、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを前記等速ジョイント２８の軸２９と結合する際には、この等速ジョイント２８の一部で、車両の内側に向かう程直径が大きくなった円錐状のベル部６１の外周面が、上記結合ばね４５を構成する抑え部４７を押圧し、前記各第二の係止部５５、５５を直径方向外方に変位させつつ、上記結合ばね４５を、図６、８の反時計方向に押圧する。この結果、上記各第二の係止部５５、５５が、上記外輪１ａの外周面に乗り上がる。
【００２７】
回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、自動車の組立工場で上述した様に、上記ナックルの支持孔６９の内側に上記外輪１ａを、上記結合ばね４５を装着した側から挿入し、上記外輪１ａの大径部６２を上記支持孔６９に内嵌する。これと同時に、上記ハブ２ａを上記等速ジョイント２８の軸２９に、スプライン係合させる。この際、上述した様に、上記結合ばね４５を構成する抑え部４７が、上記等速ジョイント２８のベル部６１の外周面に突き当たり、このベル部６１が上記抑え部４７を押圧して、この抑え部４７が上記挿入孔３０に近づく方向に上記結合ばね４５を揺動させる。従って、この状態で上記各第二の係止部５５、５５が上記外輪１ａの外周面に乗り上がり、上記結合ばね４５を小さな力で揺動自在となる。但し、図８に示す様に、上記結合ばね４５に力を加えない状態では、上記抑え部４７が上記ベル部６１に当接した状態のままとなり、上記抑え部４７が上記挿入孔３０の開口部を塞がず、この抑え部４７が前記センサユニット３９を上記挿入孔３０に挿入する際の妨げとなる事はない。
【００２８】
次に、図９に示す様に、上記センサユニット３９の先端寄り部分である挿入部３６を、上記挿入孔３０の内側に挿入し、更に図１０に示す様に、前記鍔部４２を前記外輪１ａの平面部３８に当接させる。この状態で、上記センサユニット３９を構成する先端側挿入部４１の先端面に設けた検出部と前記エンコーダ３ａを構成する永久磁石の内側面との間には、所望の厚さ寸法（例えば０．５mm程度）の微小隙間が存在する様に、各部の寸法を規制している。
【００２９】
次に、図１０に示す様に、上記結合ばね４５の抑え部４７の中間部に設けた摘み部５１を摘んで、上記抑え部４７が上記挿入孔３０に近づく方向に上記結合ばね４５を図１０の反時計方向に揺動させる。この状態では、上記第一、第二の係止部５４、５５が、何れも、上記外輪１ａの外周面に乗り上がっている為、上記結合ばね４５は小さな力で揺動させる事ができる。そして、図１１に示す様に、上記抑え部４７を、上記センサユニット３９の基端面に設けた抑え溝５７に係合させる。この際、上記抑え部４７は、上記センサユニット３９の鍔部４２の上端面に設けた傾斜面６０に乗り上がる為、上記抑え溝５７との係合作業を楽に行える。
【００３０】
上述の様にして、上記抑え部４７を上記抑え溝５４に係合させた状態では、上記結合ばね４５の抑え部４７が、結合ばね４５自体の弾力により、上記鍔部４２を上記外輪１ａの平面部３８に向け、十分に大きな力（例えば１０kgf 程度）で抑え付けて、上記センサユニット３９を上記外輪１ａに結合固定する。上記抑え部４７と抑え溝５７との係合力は十分に大きい為、自動車の走行時の振動等により、上記結合ばね４５が上記センサユニット３９から外れる事はない。又、上記抑え部４７と抑え溝５７との係合により、上記センサユニット３９が前記挿入孔３０の内側で回転する事を防止する。従って、センサの検出部と前記エンコーダ３ａの内側面とを、確実に対向させたままの状態に維持できる。
【００３１】
交換・修理等の為、上記センサユニット３９を上記外輪１ａから取り外す際には、上述した装着作業とは逆に、先ず、上記結合ばね４５の抑え部４７を上記センサユニット３９の抑え溝５７から取り外す。この取り外し作業は、先ず上記抑え部４７の摘み部５１を摘んで、上記結合ばね４５を上記抑え部４７が上記挿入孔３０から遠ざかる方向に揺動させる。この揺動に伴って上記抑え部４７は、直径方向外方に変位しつつ、上記抑え溝５７から抜け出る。この様にして上記抑え部４７を上記抑え溝５７から取り外した後、上記センサユニット３９の挿入部３６を、前記挿入孔３０の内側から抜き取る。
【００３２】
上記結合ばね４５の抑え部４７を、上記センサユニット３９の抑え溝５７に係合させたり、外したりする作業は、止めねじを緊締したり弛めたりする作業に比べて、容易且つ迅速に行なえる。従って、本発明によれば、上記センサユニット３９を上記外輪１ａに着脱する作業に要する手間を軽減して、回転速度検出装置付転がり軸受ユニット自体の組み付けに要するコスト、並びに交換・修理に要するコストの低減を図れる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、センサを保持したホルダを、外輪に着脱する作業に要する手間を軽減して、回転速度検出装置付転がり軸受ユニット自体のコスト、並びに修理に要するコストの低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の第１例を示す部分断面図。
【図２】 密封シール部材を装着した外輪のみを取り出して示す斜視図。
【図３】 ハーネスの端部及びセンサユニットのみを取り出して示す斜視図。
【図４】 図３の上方から見た斜視図。
【図５】 センサユニットと外輪とを結合する為の結合ばねの斜視図。
【図６】 転がり軸受ユニットに結合ばねを仮固定した状態で示す部分側面図。
【図７】 図６の右方から見た図。
【図８】 結合ばねを仮固定した転がり軸受ユニットを等速ジョイントに結合した状態で示す、図６と同様の図。
【図９】 図８の状態の転がり軸受ユニットにセンサユニットを装着する状態を示す、図６と同様の図。
【図１０】 センサユニットを転がり軸受ユニットに結合固定すべく、結合ばねを揺動させる状態を示す、図６と同様の図。
【図１１】 結合ばねの揺動を完了して、転がり軸受ユニットとセンサユニットとを結合固定した状態を示す、図６と同様の図。
【図１２】 従来構造の１例を示す、図１３のＢ−Ｏ−Ｃ断面図。
【図１３】 図１２の左方から見た図。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ 外輪
２、２ａ、２ｂ ハブ
３、３ａ エンコーダ
４ センサ
５ 外輪軌道
６ ナット
７、７ａ 内輪
８ 内輪軌道
９ 転動体
１０ 保持器
１１ フランジ
１２ 取付部
１３ シールリング
１５ 円筒部
１６ 円輪部
１７ 透孔
１８ カバー
１９ 嵌合筒部
２０ 塞ぎ板部
２１ 膨出部
２２ 透孔
２４ 検知部
２５ 取付フランジ
２６ 止めねじ
２７ スタッド
２８ 等速ジョイント
２９ 軸
３０、３０ａ 挿入孔
３１ 密封シール部材
３２ 芯金
３３ 円輪部
３４ シールリップ
３５ 円筒部
３６ 挿入部
３７ 基端側挿入部
３８ 平面部
３９ センサユニット
４０ ハーネス
４１ 先端側挿入部
４２ 鍔部
４３ 係止溝
４４ Ｏリング
４５ 結合ばね
４６ 係止脚部
４７ 抑え部
４８ 連結部
４９ 湾曲部
５０ 直線部
５１ 摘み部
５２ 第一の円弧部
５３ 第二の円弧部
５４ 第一の係止部
５５ 第二の係止部
５６ 凹孔
５７ 抑え溝
５８ 湾曲部
５９ 直線部
６０ 傾斜面
６１ ベル部
６２ 大径部
６３ 段部
６９ 支持孔
Claims (1)
- 内周面に外輪軌道を有し、使用時にも回転しない外輪と、上記外輪軌道と対向する内輪軌道を外周面に有し、使用時に回転する内輪と、上記外輪軌道と上記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、上記内輪の一部にこの内輪と同心に固定された、円周方向に亙る特性を交互に且つ等間隔に変化させたエンコーダと、検知部を有し、この検知部を上記エンコーダの一部に対向させた状態で上記外輪の一部に支持され、上記エンコーダの特性の変化に対応して出力信号を変化させるセンサ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、上記外輪の一部で上記エンコーダの一部と対向する部分には、上記センサを保持したホルダの少なくとも先端寄り部分を挿入自在な挿入孔が設けられており、上記センサを保持したホルダの一部で上記先端寄り部分から外れた部分には、上記挿入孔の開口周縁部に当接する事により、上記センサを保持したホルダの上記挿入孔の軸方向に亙る位置決めを図る位置決め部が設けられており、両端部に互いに同心に形成した１対の係止脚部の基端部と中間部に形成した抑え部の両端部とを１対の連結部により連結して成る結合ばねを構成する上記両係止脚部を、それぞれが上記外輪の外周面に、この外輪の内周面にまで貫通しない状態で互いに同心に形成された１対の凹孔に係止する事により、上記外輪に対して上記結合ばねを、上記両係止脚部を中心とする揺動自在に支持しており、この結合ばねを構成する上記抑え部で上記位置決め部を上記挿入孔の開口周縁部に押圧する事により、上記センサを保持したホルダを上記外輪に対して着脱自在に装着しており、この外輪の端部に、このセンサ及び上記エンコーダを設置した空間と外部空間とを遮断する密封シール部材を設け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。
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