JP4962914B2 - センサー付き転がり軸受装置 - Google Patents

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るための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、
前記保持部材は前記磁気エンコーダー部と対向する円板部を有し、該円板部に形成した開口部と対向する保持片が設けられ、該保持片と前記円板部とによって保持部となし、
前記ＡＢＳセンサーは前記保持部の前記保持片と前記円板部との間に前記径方向から挿入された状態で、前記保持片に接触して前記ＡＢＳセンサーを前記円板部側に押し付ける弾発力を有する弾発係合体を備え、
前記保持片には係合孔が設けられ、一方、前記弾発係合体は別体で形成され、前記ＡＢＳセンサーとともに前記保持片と前記円板部との間に挿入されるとき弾性変形し、挿入後に弾性復帰して前記係合孔に入り込む係合突起を備え、
該係合突起には、前記径方向及び前記周方向に対応する前記係合孔の内端部と接触する接触部位を備えるとともに、
前記保持部材の前記保持片には、前記係合孔よりも前記径方向の外側の位置に係止孔が形成され、
一方、前記ＡＢＳセンサーとともに前記保持片と前記円板部との間に挿入されるとき弾性変形し、挿入後に弾性復帰して前記係止孔に入り込む係止突片が、前記弾発係合体から片持ち状に前記径方向の外側に延出形成され、
前記ＡＢＳセンサーが前記径方向の外側に移動するときに、前記係止孔の縁部が前記係止突片に接触することを特徴とする。

上記構成とすることにより、保持部に挿入されたＡＢＳセンサーは、弾発係合体の弾発力によって、係合突起と係合孔とが緊密に嵌装される状態で固定保持される。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い。

しかも、係合孔に接触する弾発係合体の係合突起で押し付ける構造であるため、係合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。また、具体的態様として弾発係合体の係合突起を、ＡＢＳセンサーの挿入方向に対する断面形状を三角山形状に折曲させて突出形成すれば、径方向及び周方向に対応する係合孔の内端部と接触する接触部位を備えることができる。この弾発係合体の加工は簡易でありコストも安価となる。さらに、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、ＡＢＳセンサーの位置決め機能が高められ、信頼性向上を図ることができる。

また、ＡＢＳセンサーに径方向外側へ引き抜こうとする力が作用しても、係止突片に係止孔の縁部が接触することによって生じるクサビ作用により、抜け防止となる。

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、前記係止突片と前記弾発係合体との接続部位には、ＡＢＳセンサーと接触する面状の接触面が形成されたことを特徴とする。

上記構成とすることにより、接触面はＡＢＳセンサーが保持部に固定された状態で、保持部の保持片と対向するＡＢＳセンサーの外面と接触する。この接触状態によって、ＡＢＳセンサーに対する接触面圧が下げられるため、樹脂のクリープを低減でき、固定力低下を防止して固定の安定化を図る。

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回転検出装置の構成図である。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。

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２ｄをボルト・ナットなどの締結部材２ｅ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。

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２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（図示せず）を、樹脂モールドによってパケージングして、その断面形状を矩形状となした簡素な柱状に形成されている。そして、ＡＢＳセンサー９は、図１に示すように、カバー体１０に固定される。

カバー体１０は、図２に示すように、鋼板、ステンレス鋼板等の板金材で、全体形状を円環状となしている。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を備える。該円板部１０ａの外径端１０ａ１から曲げられて軸方向Ｚに延び、転がり軸受２の外輪２ａの外周に嵌めこまれるように、円筒部１０ｂが連続形成される。このカバー体１０は、図１に示すように、転がり軸受２の外輪２ａの外周に圧入外嵌され、円板部１０ａが磁気エンコーダー部８と対向するように固定されている。

カバー体１０には、図３、４に示すように、ＡＢＳセンサー９を固定保持するための保持部１１が形成される。このカバー体１０の円板部１０ａには、周方向Ｙの所定位置に、厚み方向に貫通する開口部１０ｃが形成されており、その開口部１０ｃに対応して保持部１１が設けられる。また、図５に示すように、この保持部１１にＡＢＳセンサー９が保持されたときに、この開口部１０ｃを介して磁気エンコーダー部８の磁気変化が検出される。また、ＡＢＳセンサー９を保持部１１に取り付けるときは、ＡＢＳセンサー９を環状のカバー体１０の径方向Ｘ外側から内側に向って押し込むように挿入して保持部１１に固定する。

図３に戻り、この保持部１１はＡＢＳセンサー９を保持するための保持片１１ａを備える。この保持片１１ａは、開口部１０ｃに対向して配設される。カバー体１０の開口部１０ｃに対応する円板部１０ａの内径端１０ａ２から曲げられて、軸方向Ｚにおける車両インナー側に延設される接続壁部１１ｂの先端からさらに曲げられて径方向Ｘ外側に延設されて保持片１１ａが形成される。

この保持片１１ａにおける径方向Ｘ内側には、矩形状の係合孔１１ｃがパンチ加工による打ち抜きによって形成されている。また、係合孔１１ｃより所定間隔を有した径方向Ｘ外側の位置に、矩形状の係止孔１１ｄがパンチ加工による打ち抜きによって形成されている。この係止孔１１ｄの大きさは、周方向Ｙの幅寸法Ｗ１を、係合孔１１ｃの同方向に対応する幅寸法Ｗ２に対して短寸に設定している。

図５、６に示すように、ＡＢＳセンサー９には、該ＡＢＳセンサー９とは別体で形成され、カバー体１０の保持部１１における保持片１１ａの係合孔１１ｃの内方に入り込む係合突起９ａを備えた弾発係合体９ｃが装着されている。また、係止孔１１ｄの内方に入り込む係止突片９ｂが弾発係合体９ｃから連続一体形成される。

この弾発係合体９ｃは、図７に示すように、鋼板、ステンレス鋼板等のばね用板金材によって形成される。弾発係合体９ｃは、ＡＢＳセンサー９の先端側の周面に巻き付けられて、その位置で固定するための帯状のバンド部９ｄを有している。このバンド部９ｄから径方向Ｘ外側に向かって延設される係合突起９ａを備えている。この弾発係合体９ｃの係合突起９ａからさらに径方向Ｘ外側に向かって片持ち状に延設される係止突片９ｂが帯状素材から形成される。

また、弾発係合体９ｃの係合突起９ａは、ＡＢＳセンサー９の挿入方向（径方向Ｘの外側から内側）の断面形状を三角山形状に折曲させて突出形成するように、バンド部９ｄから連続形成される。このように形成された係合突起９ａの両側の傾斜面９ａ１を径方向Ｘの内側及び外側に位置させている。これによって係合突起９ａが係合孔１１ｃの内方に入り込んだときに、接触部位としての傾斜状に形成される傾斜面９ａ１が、径方向Ｘに対応する係合孔１１ｃの内端部としての周縁１１c１と接触（図９参照）する。

また、係合突起９ａにおける周方向Ｙの幅寸法Ｗ３は、係合突起９ａが係合孔１１ｃの内方に入り込んだときに、係合突起９ａの側縁９ａ４が周方向Ｙに対応する係合孔１１ｃの内端部としての内周部分１１ｃ２と接触するように設定されている。また、係合孔１１ｃの内周部分１１ｃ２と接触（図１０（ａ）参照）する係合突起９ａの形態としては、図８に示すように、周方向Ｙにおける係合突起９ａの両側の側縁９ａ４間の間隔Ｌを、頂上方向に移行するにしたがって小さく形成することができる。これによって傾斜状に形成される側縁９ａ４が係合孔１１ｃの内方に入り込んだときに、係合孔１１ｃの周縁１１ｃ１と接触（図１０（ｂ）参照）する。

図７に戻り、係止突片９ｂは係合突起９ａの一方の傾斜面９ａ１（径方向Ｘ外側）の裾端９ａ２から径方向Ｘ外側に向かって係合突起９ａの径方向Ｘ内側の傾斜面９ａ１と同様に上方傾斜状に延設されている。係止突片９ｂの幅寸法Ｗ４は係合突起９ａの幅寸法Ｗ３より短寸に設定されて係止孔１１ｄの内方に入り込むようにしている。

図６に戻り、弾発係合体９ｃの係合突起９ａと係止突片９ｂとの接続部位としての裾端９ａ２には、所望する領域を有する面状の接触面９ａ３が形成されている。この接触面９ａ３はＡＢＳセンサー９が保持部１１に固定された状態で、保持部１１の保持片１１ａと対向するＡＢＳセンサー９の外面と接触する。この接触状態となすことにより、ＡＢＳセンサー９に対する接触面圧が下げられるため、樹脂のクリープを低減して固定力低下を防止することができる。

次に、ＡＢＳセンサー９のカバー体１０における保持部１１への取付状態について説明する。図２に示すように、ＡＢＳセンサー９をカバー体１０の保持部１１における保持片１１ａと円板部１０ａの間に、挿入するように押し込んでいくことにより、ＡＢＳセンサー９は保持部１１の所定位置に固定される。

ＡＢＳセンサー９の弾発係合体９ｃの係合突起９ａにおける挿入方向前側の傾斜面９ａ１が保持部１１における保持片１１ａに接触することにより、弾発係合体９ｃの係合突起９ａと、それに続く係止突片９ｂが弾性変形し、係合突起９ａが保持片１１の嵌合孔１１ｃに達すると、係合突起９ａが自身の持つ弾発力によって弾性復帰して、係合突起９ａが係合孔１１ｃに嵌装される。また、この挿入時には、係止突片９ｂも同様に係止孔１１ｄに嵌装される（図５参照）。

このように、ＡＢＳセンサー９が保持部１１に挿入されることにより、弾発力を備えた係合突起９ａの両側の傾斜面９ａ１が、各々係合孔１１ｃの周縁１１ｃ１に接触（図９参照）すると同時に、係合突起９ａの側縁９ａ４が係合孔１１ｃの内周部分１１ｃ２に接触（図１０（ａ）参照）したり、若しくは周縁１１ｃ１に接触（図１０（ｂ）参照）する。これによって、保持部１１に挿入されたＡＢＳセンサー９は、弾発係合体９ｃの弾発力によりカバー体１０の円板部１０ｃ側へ押し付けられる。この状態は、係合突起９ａと係合孔１１ｃとが緊密に嵌装される状態で保持される。この結果、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。

また、図１１に示すように、ＡＢＳセンサー９に装着される弾発係合体９ｃに接続する係止突片９ｂが弾性復帰して係止孔１１ｄの内方に入り込んでいるため、ＡＢＳセンサー９に径方向Ｘ外側へ引き抜こうとする力が作用しても、係止突片９ｂに係止孔１１ｄの縁部１１ｄ１が接触することによって生じるクサビ作用により、抜け防止となる。

また、図１２には、保持片１１ａの他の実施の形態が示されており、この保持片１１ａは、保護壁１１ｅを備えている。この保護壁１１ｅは、周方向Ｙにおける保持片１１ａの両側の側縁１１ａ１から曲げられ、円板部１０ａ側へ向かって延設されている。この防護壁１１ｅは、保持片１１ａとＡＢＳセンサー９との間に異物が入り込んで、保持片１１ａが上方へ変位することによって、例えば係合突起９ａが係合孔１１ｃから外れるのを防止するために設けられる。この例による他の構成部材について、上述の他の実施の形態における構成部材と同様な部材は、図中に同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

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回転検出装置の構成図。 カバー体における保持部の拡大図。 図３のＡ―Ａ断面図。 ＡＢＳセンサーを保持部に固定した拡大図。 回転検出装置におけるＡＢＳセンサーの断面図。 ＡＢＳセンサーに装着する弾発係合体の斜視図。 ＡＢＳセンサーに装着する弾発係合体の他の例の斜視図。 図５のＢ―Ｂ断面図。 図５のＣ−Ｃ端面図。 図５のＤ−Ｄ断面図。 ＡＢＳセンサーを保持部に固定した他の例を示す図。

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
９ａ 係合突起
９ａ３ 接触面
９ｂ 係止突片
９ｃ 弾発係合体
１０ カバー体（保持部材）
１０ａ 円板部
１１ 保持部
１１ａ 保持片
１１ｃ 係合孔
１１ｄ 係止孔
Ｘ 径方向
Ｙ 周方向
Ｚ 軸方向

Claims (2)

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、
   前記保持部材は前記磁気エンコーダー部と対向する円板部を有し、該円板部に形成した開口部と対向する保持片が設けられ、該保持片と前記円板部とによって保持部となし、
   前記ＡＢＳセンサーは前記保持部の前記保持片と前記円板部との間に径方向から挿入された状態で、前記保持片に接触して前記ＡＢＳセンサーを前記円板部側に押し付ける弾発力を有する弾発係合体を備え、
   前記保持片には係合孔が設けられ、一方、前記弾発係合体は別体で形成され、前記ＡＢＳセンサーとともに前記保持片と前記円板部との間に挿入されるとき弾性変形し、挿入後に弾性復帰して前記係合孔に入り込む係合突起を備え、
   該係合突起には、前記径方向及び前記周方向に対応する前記係合孔の内端部と接触する接触部位を備えるとともに、
   前記保持部材の前記保持片には、前記係合孔よりも前記径方向の外側の位置に係止孔が形成され、
   一方、前記ＡＢＳセンサーとともに前記保持片と前記円板部との間に挿入されるとき弾性変形し、挿入後に弾性復帰して前記係止孔に入り込む係止突片が、前記弾発係合体から片持ち状に前記径方向の外側に延出形成され、
   前記ＡＢＳセンサーが前記径方向の外側に移動するときに、前記係止孔の縁部が前記係止突片に接触することを特徴とするセンサー付き転がり軸受装置。
2. 前記係止突片と前記弾発係合体との接続部位には、前記ＡＢＳセンサーと接触する面状の接触面が形成された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。

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