JP5202348B2

JP5202348B2 - センサ付車輪用軸受装置

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Publication number: JP5202348B2
Application number: JP2009006253A
Authority: JP
Inventors: 誠関; 洋斗須間
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2029-01-15
Also published as: JP2010164112A

Description

この発明は、車輪の回転を検出するセンサを装備したセンサ付車輪用軸受装置に関するものである。

アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）等においては、制御のために車輪の回転速度を検出する必要がある。このような車輪速度を検出するものとして、車輪用軸受に回転検出用センサを設けたものがある。図１８，および図１９は、この種のセンサ付車輪用軸受装置の一例を示す。このセンサ付車輪用軸受装置は、内周に２列の軌道面３３が形成された外方部材３１と、前記各軌道面３３に対向する軌道面３４が形成された一対の分割型の内輪３９Ａ，３９Ｂをハブ３８の外周に嵌合してなる内方部材３２と、対向する前記各軌道面３３，３４の間に介在した２列の転動体３５とを備える。ハブ３８には図示しない車輪が取付けられ、回転側部材となる内方部材３２の外周には、２列の転動体３５の列の間において、エンコーダ５０が圧入嵌合されている。車体に取付けられ、固定側部材となる外方部材３１には、前記エンーダ５０の被検出面に先端の検出面が対向してエンコーダ５０の回転つまり車輪の回転を検出する磁気センサ５１が装着されている。

前記センサ付車輪用軸受装置には、磁気センサ５１が、図１８に示すように軸受軸心Ｏに対して垂直に装着されるものと、図１９に示すように軸受軸心Ｏに対して傾斜して装着されるものとがある。傾斜して装着する例としては、例えば特許文献１がある。いずれの場合もエンコーダ５０の被検出面は磁気センサ５１の先端の検出面に平行となるように形成されている。

米国特許第０５０８５５１９号明細書

図１８のように磁気センサ５１が軸受軸心Ｏに対して垂直に装着される場合は、図２０に拡大図で示すように、内方部材３２の外周へのエンコーダ５０の圧入位置に違い（同図に実線と鎖線とで示す）があっても、磁気センサ５１の検出面とエンコーダ５０の被検出面との間のギャップＧに変化が無く、回転検出センサとしての磁気特性（磁束密度やピッチ精度など）はほとんど変化しない。

これに対して、図１９のように磁気センサ５１が軸受軸心Ｏに対して傾斜して装着される場合は、図２１に拡大図で示す問題がある。すなわち、エンコーダ５０の被検出面が圧入方向に対して傾斜しているため、エンコーダ５０の圧入位置に違い（同図に実線と鎖線とで示す）があると、磁気センサ５１の検出面とエンコーダ５０の被検出面との間のギャップ（Ｇ，Ｇ＋ａ）に違いが生じる。これにより磁気特性が変化する。
このため、磁気特性を所定の設定値内に収めるためには、磁気センサ５１が垂直に装着される場合に比べて、エンコーダ５０の圧入位置を高い精度で設定する必要があり、組立作業に困難を伴う。なお、図２１のように磁気センサ５１を傾斜して設置する構成は、磁気センサ５１の配置や取付け、軸受周辺の部品に対する納まり上などの軸受設計上の都合から、止むを得ない場合や、傾斜させた方が有利な場合に採用される。

エンコーダ５０の圧入位置の精度を上げるために、センサ付車輪用軸受装置の組立を以下の工程で行うことも提案されている。先ず、軸受の内方部材の外周に圧入嵌合したエンコーダの被検出面を、外方部材に内方部材を組み込んだ時点で磁気センサの検出面に当接させる。その後、内方部材が組み込まれた状態で、磁気センサの検出面とエンコーダの被検出面との間に設定すべきギャップ分だけ、内方部材に対してエンコーダを押し込む。これにより、エンコーダの圧入位置を高精度に設定して、前記ギャップを狭く設定することができる。しかし、この工程を採る場合には、組立作業における工程数が増加するという欠点がある。

この発明の目的は、磁気センサを傾斜して設置した構成を採りながら、磁気特性をエンコーダの圧入等による嵌合位置に依存しないものとできて、組立工数を増加させずに目標の磁気特性が得られるセンサ付車輪用軸受装置を提供することである。

この発明のセンサ付車輪用軸受装置は、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置であって、内周に複列の軌道面を有する外方部材、これら軌道面に対向する複列の軌道面を有する内方部材、および対向する各列の軌道面の間に介在した転動体を備え、外周面が被検出面となる円環状のエンコーダを、前記外方部材および内方部材のうちの回転側部材の外周に嵌合すると共に、前記エンコーダを検出する磁気センサを、軸受軸心に対して傾斜して前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材または車体に取付けた車輪用軸受装置において、前記エンコーダが、円周方向に凹部と凸部が交互に並ぶ歯車状の形状とされた磁性体の金属材料からなるパルサリングであるか、または磁性体の金属板に、周方向に並ぶ複数の打ち抜き孔を設けたパルサリングであり、前記磁気センサの検出面と前記エンコーダの被検出面とが傾きを持って対向し、前記磁気センサの検出面の傾きによる前記エンコーダの被検出面と前記磁気センサの検出面間のギャップの最小値と最大値との差に対して、前記エンコーダが前記歯車状の形状である場合の前記凹部と凸部との差、または前記エンコーダが前記打ち抜き孔を有するものである場合のエンコーダの前記被検出面の外径とこのエンコーダの前記回転側部材への嵌合部分の外径との差が同等または同等以上であることを特徴とする。
試験によると、磁気センサの検出面とエンコーダの被検出面とが傾きを持って対向していても、エアギャップが変化しなければ、傾いていることによる磁気特性への影響がないことが確認された。傾いて設置された磁気センサに対して、エンコーダの被検出面を平行とせずに、傾きを生じたままとしたため、回転側部材に対するエンコーダの取付位置に誤差が生じても、エアギャップの変化は生じ難く、目標の磁気特性が得られる。そのため、エンコーダの嵌合位置を高めるための煩雑な工程が不要となる。
このように、回転側部材に嵌合させるエンコーダの被検出面を、傾きを持つままとしたため、磁気センサを傾斜して設置した構成を採りながら、磁気特性をエンコーダの圧入等による嵌合位置に依存しないものとできて、組立工数を増加させずに目標の磁気特性を得ることができる。

この発明において、前記円環状のエンコーダは前記回転側部材に対して圧入され、このエンコーダの圧入方向に対してこのエンコーダの被検出面が平行である。前記エンコーダの被検出面は軸受軸心に対して平行である。
圧入方向とエンコーダの被検出面とが平行であれば、圧入位置の違いによって磁気センサに対するエアギャップが変わらない。エンコーダの圧入方向は必ずも軸受軸心に対して平行でなくても良いが、平行であると、エンコーダの取付けが行い易く、圧入位置の誤差による重量バランスの変化も生じない。

この発明において、前記磁気センサの検出面とエンコーダの被検出面との間の傾斜角度は１°〜４５°である。この傾斜角度が１°〜４５°の範囲であれば、エンコーダの嵌合位置の違いによる磁気特性への影響が回避できる。

この発明において、前記エンコーダの外周面における、前記磁気センサの検出面の中心が対向する対向位置が、エンコーダの端面から１．０mmよりもエンコーダ幅の中心側にあることが好ましい。
エンコーダの被検出面の両端から１．０mm以内の範囲では磁気特性が低下する。そこで、磁気センサの検出面の中心を対向させる位置を、被検出面の端縁から１．０mm以内を除いた範囲に限定することが望ましい。なお、前記検出面の中心は、センサのエンコーダ対向面のうち、検出機能を果たす有効検出面の範囲の中心であり、必ずしも磁気センサ対向面の中心でなくても良い。

この発明において、前記磁気センサおよびエンコーダが、両転動体列の間に位置し、前記内方部材が、各列の軌道面をそれぞれ有する複数の内輪構成部品を有し、前記エンコーダがインボード側またはインボー側のいずれか片方の内輪構成部品の外径面に圧入により固定され、かつ両側の内輪構成部品の外周に渡って位置するものであっても良い。前記内輪構成部品は、例えば、ハブの外周に２個の内輪が嵌合する形式の車輪用軸受装置では、そのいずれか片方の内輪である。また、軌道面を有するハブ輪と内輪または等速ジョイント外輪とで内方部材が構成される形式の車輪用軸受装置においては、前記内輪または等速ジョイント外輪がインボード側の内輪構成部材となり、ハブ輪がアウトボード側の内輪構成部材となる。
このような両側の内輪構成部品の外周に渡ってエンコーダが位置し、片方の内輪構成部品にエンコーダが圧入される形式の場合は、エンコーダが両列の転動体列の中央に位置しながら、片方の内輪構成部品のみにエンコーダを圧入させれば良く、組立が簡単である。このような特徴を持つ形式の車輪用軸受装置においても、磁気センサを傾斜して設置した構成を採りながら、磁気特性をエンコーダの圧入等による嵌合位置に依存しないものとできて、組立工数を増加させずに目標の磁気特性を得ることができる。

この発明において、前記エンコーダが前記外方部材の外径面に圧入され、前記磁気センサが前記車体に取付けられていても良い。この場合、外方部材が回転側部材となる。このような形式の車輪用軸受装置においても、磁気センサを傾斜して設置した構成を採りながら、磁気特性をエンコーダの圧入等による嵌合位置に依存しないものとできて、組立工数を増加させずに目標の磁気特性を得ることができる。

この発明において、前記磁気センサの前記検出面の縁に面取り部を設けても良い。センサ付車輪用軸受装置に設置される磁気センサは、一般にＩＣチップ等からなるセンサ素子をセンサケースやモールド材等のセンサ外装に内蔵したものとされる。そのため、磁気センサの検出面の縁に、センサ素子にかからない程度の面取り部を形成しても、センサ素子による検出に影響しない。上記面取り部を設けることで、磁気センサの検出面とエンコーダとの最短距離が短くなり、エアギャップを小さくできる。そのため、検出の磁気特性が向上する。
前記面取り部は、前記磁気センサの傾斜による前記エンコーダに対する近づき側の縁のみに設けても良い。干渉の可能性の高い、傾斜による近づき側の縁だけに面取り部を設ければ、上記のエアギャップを小さくできる効果が得られる。
また、このように面取り部を設ける場合に、その面取り部の表面を、前記エンコーダの外周面である被検出面と平行としても良い。必要以上に急角度の面取り部を設けても、エアギャップを狭める効果はなく、内蔵のセンサ素子を覆う部分が薄くなる弊害が生じる恐れがある。磁気センサの面取り部をエンコーダの被検出面と平行とすることで、最も無理なくエアギャップを小さくすることができる。

この発明において、磁気センサに面取り部を設ける代わりに、前記エンコーダの幅方向の縁に面取り部を設けても良い。この場合も、磁気センサの検出面とエンコーダとの最短距離が短くなり、エアギャップを小さくできる。
前記エンコーダの前記面取り部は、前記磁気センサの傾斜による前記エンコーダに対する近づき側の縁のみに設けても良い。この近づき側の縁に面取り部を設けば、上記の磁気センサの検出面とエンコーダとの最短距離を短くして、エアギャップを小さくできる効果が得られる。
前記エンコーダの面取り部の表面は、前記磁気センサの検出面と平行としても良い。平行とすることで、最も無理なくエアギャップを小さくすることができる。

この発明において、車輪用軸受装置の世代形式は、いずれの形式であるかを問わずに適用することができ、例えば、次の各形式の車輪用軸受装置に適用することができ。
・ハブの外周に２個の内輪が嵌合する形式。
・外方部材がハブを兼ねる回転側部材とされ、内方部材が２個の内輪からなる形式。
・軌道面を有するハブ輪とその外周に嵌合した内輪とで内方部材が構成される形式。
・それぞれが軌道面を有するハブ輪と等速ジョイント外輪のステム部とで内方部材が構成される形式。
この発明のセンサ付車輪用軸受装置において、前記転動体は、ボールであっても、ころであっても良い。

この発明のセンサ付き車輪用軸受装置は、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置であって、内周に複列の軌道面を有する外方部材、これら軌道面に対向する複列の軌道面を有する内方部材、および対向する各列の軌道面の間に介在した転動体を備え、外周面が被検出面となる円環状のエンコーダを、前記外方部材および内方部材のうちの回転側部材の外周に嵌合すると共に、前記エンコーダを検出する磁気センサを、軸受軸心に対して傾斜して前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材または車体に取付けた車輪用軸受装置において、前記エンコーダが、円周方向に凹部と凸部が交互に並ぶ歯車状の形状とされた磁性体の金属材料からなるパルサリングであるか、または磁性体の金属板に、周方向に並ぶ複数の打ち抜き孔を設けたパルサリングであり、前記磁気センサの検出面と前記エンコーダの被検出面とが傾きを持って対向し、前記磁気センサの検出面の傾きによる前記エンコーダの被検出面と前記磁気センサの検出面間のギャップの最小値と最大値との差に対して、前記エンコーダが前記歯車状の形状である場合の前記凹部と凸部との差、または前記エンコーダが前記打ち抜き孔を有するものである場合のエンコーダの前記被検出面の外径とこのエンコーダの前記回転側部材への嵌合部分の外径との差が同等または同等以上であることを特徴とするため、磁気センサを傾斜して設置した構成を採りながら、磁気特性をエンコーダの圧入等による嵌合位置に依存しないものとできて、組立工数を増加させずに目標の磁気特性を得ることができる。
特に、エンコーダの回転側部材への圧入方向に対してこのエンコーダの被検出面が平行である場合や、さらに前記エンコーダの被検出面が軸受軸心に対して平行である場合に、磁気特性をエンコーダの圧入位置に依存しないものとでき、組立工数を増加させずに目標の磁気特性を得ることができるという効果が、より効果的に得られる。

この発明の第１の実施形態に係るセンサ付車輪用軸受装置の断面図である。同センサ付車輪用軸受装置における要部拡大断面図である。磁気センサ検出面とエンコーダ被検出面が傾斜して対峙する場合と、平行に対峙する場合のギャップの比較例の説明図である。磁気センサ検出面とエンコーダ被検出面の距離が最短となる部分の説明図である。磁気センサ検出面の端部に面取り部を形成した一例の説明図である。磁気センサ検出面の端部に面取り部を形成した他の例の説明図である。エンコーダ被検出面の端部に面取り部を形成した一例の説明図である。エンコーダ被検出面の端部に面取り部を形成した他の例の説明図である。エンコーダ被検出面の端部での磁気特性低下の説明図である。エンコーダの圧入位置の各例を示す断面図である．この発明の他の実施形態に係るセンサ付車輪用軸受装置の断面図である。この発明のさらに他の実施形態に係るセンサ付車輪用軸受装置の断面図である。この発明のさらに他の実施形態に係るセンサ付車輪用軸受装置の断面図である。この発明のさらに他の実施形態に係るセンサ付車輪用軸受装置の断面図である。この発明のさらに他の実施形態に係るセンサ付車輪用軸受装置の断面図である。エンコーダとして磁気エンコーダを用いた参考提案例の断面図である。エンコーダとして打ち抜き型のパルサリングを用いた例の断面図である。従来例の断面図である。他の従来例の断面図である。図１８の従来例の要部断面図である。図１９の従来例の要部断面図である。

この発明の第１の実施形態およびその一部の変形例を図１ないし図１０と共に説明する。このセンサ付車輪用軸受装置Ａは、第２．５世代型に分類される複列の円すいころ軸受型であり、内輪回転タイプでかつ駆動輪支持用のものである。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。図１では左側がアウトボード側、右側がインボード側となる。

このセンサ付車輪用軸受装置Ａは、内周に２列の軌道面３を有する外方部材１と、これら軌道面３にそれぞれ対向する軌道面４を有する内方部材２と、これら内外の部材２，１の軌道面４，３間に介在した２列の転動体５とを備える。転動体５は円すいころからなり、各列毎に保持器６で保持されている。内外の部材２，１の軌道面４，３は円すい面である。内外の部材２，１間に形成される環状空間の両端はシール７，８により密封されている。

外方部材１は固定側部材となるものであって、外周に車体の懸架装置におけるナックル（図示せず）への取付用のフランジ１ａを有し、フランジ１ａの円周方向の複数箇所に、ナックルへの取付用のボルト（図示せず）を挿通しまたはねじ込むボルト用孔１４が設けられている。

内方部材２は回転側部材となるものであって、外周のアウトボード側端に車輪取付用のフランジ９ａを有するハブ９と、このハブ９の軸部９ｂの外周に、軸方向に並べてそれぞれ圧入状態に嵌合された一対の分割型の内輪１０Ａ，１０Ｂとを有する。これら各内輪１０Ａ，１０Ｂの外周には上記各列の軌道面４が形成されている。これら各内輪１０Ａ，１０Ｂは、請求項で言う内輪構成部材となる。ハブ９のフランジ９ａの基端におけるアウトボード側の側面には、ホイールおよびブレーキロータ（いずれも図示せず）の案内用のパイロット部９ｃが突出している。フランジ９ａの円周方向の複数箇所にはボルト挿通孔１１が設けられ、ホイール締結用のボルト１２が圧入によって取付けられている。ハブ９の軸部９ｂは、等速自在継手のアウトボード側継手部材のステム部（図示せず）を貫通させるための中空孔１３が貫通した中空軸とされている。軸部９ｂのインボード側端には、外周に突出してインボード側の内輪１０Ｂの端面を軸方向に押し付ける加締部９ｄが設けられている。ハブ９のフランジ９ａの近傍には軸方向に向く段差面９ｅが設けられ、この段差面９ｅと前記加締部９ｄとで、ハブ９の軸部９ｂに嵌合した前記一対の内輪１０Ａ，１０Ｂが軸方向に締め付け固定される。

内方部材２の外周における２列の転動体５の列の間に、外周面が被検出面となる円環状のエンコーダ２０が嵌合している。エンコーダ２０は、内方部材２の一対の内輪１０Ａ，１０Ｂに渡ってその外周に位置し、その幅方向の中央が両側の内輪１０Ａ，１０Ｂの隣接面に位置しているが、インボード側に位置する内輪１０Ｂのみにエンコーダ２０が圧入状態となっている。すなわち、両内輪１０Ａ，１０Ｂのエンコーダ２０が位置する部分の外径面部分に外径差が設けられて、インボード側の内輪１０Ｂのみにエンコーダ２０が圧入され、アウトボード側の内輪１０Ａに対しては遊嵌状態となっている。内輪１０Ｂのエンコーダ２０が圧入される外径面は円筒面であり、エンコーダ２０の圧入方向は軸受軸心に沿う方向となる。

外方部材１には磁気センサ２１が、エンコーダ２０の外周面からなる被検出面に対向して設けられている。磁気センサ２１は、エンコーダ２０の回転の検出により、内方部材２の回転、つまり車輪の回転を検出するものである。磁気センサ２１は、ＩＣチップ等からなるセンサ素子を、樹脂ケースやモールド樹脂からなるセンサ外装に内蔵したものであり、先端面が検出面Ｓ（図２）となる。図１において、磁気センサ２１は、そのセンサ軸心に対して先端の検出面Ｓが垂直な面とされたものであって、２列の転動体５の間の中央位置において、軸受中心Ｏに対して傾斜した姿勢で外方部材１に装着され、検出面Ｓがエンコーダ２０の被検出面に対向している。すなわち、外方部材１には、２列の転動体５の間の中央位置において、軸受軸心Ｏに対してインボード側に下降傾斜したセンサ挿通孔１５が、外周面から内周面にわたって貫通して設けられている。このセンサ挿通孔１５に図示しないシールを介して磁気センサ２１を挿通させることで、軸受軸心Ｏに対して傾斜した姿勢で磁気センサ２１が外方部材１に装着されている。これにより、磁気センサ２１の検出面Ｓは軸受軸心Ｏに対してインボード側に開く傾斜した姿勢とされる。

これに対して、エンコーダ２０の外周面から被検出面は、軸受軸心Ｏに平行とされている。これにより、磁気センサ２１の検出面はエンコーダ２０の被検出面に対して傾斜した姿勢で対峙する。ここでは、エンコーダ２０は、円周方向に凹部と凸部が交互に並ぶ平歯車状の形状とされた金属材料からなるパルサリングとされる。

このセンサ付車輪用軸受装置Ａによると、エンコーダ２０の被検出面は軸受軸心Ｏと平行であり、その内方部材２への圧入方向も軸受軸心Ｏと平行であるため、図２に実線と鎖線とでエンコーダ２０を示すように、内方部材２の外周へのエンコーダ２０の圧入位置が違っていても、磁気センサ２１の検出面Ｓとエンコーダ２０の被検出面との間のギャップＧが異なることはない。つまり、磁気センサ２１の検出面Ｓにおける幅方向の各位置でのエンコーダ２０の被検出面に対するギャップＧは、エンコーダ２０の圧入位置に左右されることなく一定である。これにより、磁気センサ２１が、その検出面Ｓを軸受軸心Ｏに対して傾斜させた姿勢で取付けられる構造でありながら、組立工数が増加することなく、所定の磁気特性を確保して回転検出センサを取付けることができる。発明者らの実験によれば、磁気センサ２１の検出面Ｓとエンコーダ２０の被検出面とが傾斜して対峙した状態であっても、検出特性に特に問題無いことが確かめられている。

なお、磁気センサ２１の検出面Ｓとエンコーダ２０の被検出面とのギャップＧが変化しなければ磁気特性はほぼ一定となるが、エンコーダ２０の被検出面の両端から１．０mmの範囲内（図９）では磁気特性が低下する。そこで、エンコーダ２０の外周面における、磁気センサ２１の検出面Ｓの中心が対向する対向位置Ｐを、前記エンコーダの端面から１．０mmよりもエンコーダ幅の中心側の範囲Ｗ内に限定するのが望ましい。なお、前記検出面Ｓの中心は、磁気センサ２１のエンコーダ対向面のうち、検出機能を果たす有効検出面の範囲の中心であり、必ずしも磁気センサ対向面の中心でなくても良い。

ところで、磁気センサ２１の検出面Ｓとエンコーダ２０の被検出面が傾斜して対峙する上記構成の場合、平行に対峙する場合に比べてギャップＧが大きくなる。つまり、ギャップＧの公差は小さくなるが、ギャップＧの絶対的値が大きくなってしまう。図３はその比較例を示し、傾斜して対峙するエンコーダ２０を実線で、平行に対峙するエンコーダ２０Ａを鎖線でそれぞれ示す。同図によれば、傾斜して対向させた場合のギャップの中央値δ２は、平行して対向させた場合のギャップの中央値δ１に比べてδ０だけ広くなっている。

上記構成において、ギャップＧの絶対的値を小さくするためには、エンコーダ２０の圧入位置を、その被検出面と磁気センサ２１の検出面Ｓとの距離が最短となる軸受軸方向の一端部側（図４に符号Ｒで示す）に近付けることが望ましい。しかし、検出面Ｓと被検出面の距離が最短となる部分Ｒは、磁気センサ２１とエンコーダ２０とが干渉する可能性が最も高い部分である。

図５は、上記構成において、磁気センサ２１とエンコーダ２０との干渉を避けて、ギャップの絶対的値を小さくする改善例の１つを示す。この改善例では、磁気センサ２１の検出面Ｓにおける軸受軸方向の両端部に面取り部２１ａを形成している。この面取り部２１ａは、部品の端縁に形成される通常の面取り部より大きいものであるが、磁気センサ２１のＩＣチップなどのセンサ素子に及ばない範囲内に収まるものとされる。

この改善例によると、磁気センサ２１の検出面Ｓに形成した面取り部２１ａのために、検出面Ｓと被検出面の距離が最短となる部分での距離が大きくなり、最短距離となる部分Ｒ側へエンコーダ２０の圧入位置をより近付けることができ、それだけギャップの絶対的値を小さくすることができる。

図６は、上記構成において、磁気センサ２１とエンコーダ２０との干渉を避けて、ギャップの絶対的値を小さくする改善例の他の１つを示す。この改善例では、磁気センサ２１の検出面Ｓにおける被検出面との距離が最短となる軸受軸方向の一端部にのみ面取り部２１ａを形成している。また、その面取り部２１ａを、エンコーダ２０の被検出面と平行としている。

この改善例の場合、磁気センサ２１の検出面Ｓにおける軸受軸方向の一端部のみに面取り部２１ａを設けているので、面取り部形成により磁気センサ２１のセンサ素子を損なう可能性が少なく、また面取り部形成の加工数を少なくできる。また、面取り部２１ａを、エンコーダ２０の被検出面と平行にしているので、最も無理なくギャップを小さくすることができる。

図７は、上記構成において、磁気センサ２１とエンコーダ２０との干渉を避けて、ギャップの絶対的値を小さくする改善例のさらに他の１つを示す。この改善例では、エンコーダ２０の被検出面における軸受軸方向の両端部に面取り部２０ａを形成している。この面取り部２０ａも、部品の端縁に形成される通常の面取り部より大きいものである。

この改善例によると、エンコーダ２０の被検出面に形成した面取り部２０ａのために、検出面Ｓと被検出面の距離が最短となる部分での距離が大きくなり、最短距離となる部分Ｒ側へエンコーダ２０の圧入位置をより近付けることができ、それだけギャップの絶対的値を小さくすることができる。

図８は、上記構成において、磁気センサ２１とエンコーダ２０との干渉を避けて、ギャップの絶対的値を小さくする改善例のさらに他の１つを示す。この改善例では、エンコーダ２０の被検出面における検出面Ｓとの距離が最短となる軸受軸方向の一端部にのみ面取り部２０ａを形成している。また、その面取り部２０ａを、磁気センサ２１の検出面Ｓと平行としている。

この改善例の場合、エンコーダ２０の被検出面における軸受軸方向の一端部のみに面取り部２０ａを設けているので、面取り部形成の加工数を少なくできる。また、面取り部２０ａを、磁気センサ２１の検出面Ｓと平行にしているので、最も無理なくギャップを小さくすることができる。

なお、図１では、図１０（Ａ）のように、内方部材２の構成部材である１対の内輪１０Ａ，１０Ｂのうち、インボード側の内輪１０Ｂの外周にエンコーダ２０を圧入嵌合させた例を示したが、図１０（Ｂ）のように、アウトボード側の内輪１０Ａの外周にエンコーダ２０を圧入嵌合させても良い。また、図１では、転動体５が円すいころの車輪用軸受装置の例を示したが、転動体５がボールの車輪用軸受装置であっても良い。

図１１は、この発明の他の実施形態を示す。このセンサ付車輪用軸受装置Ｂは、第２世代型に分類される複列のアンギュラ玉軸受型であり、外輪回転タイプでかつ従動輪支持用のものである。このセンサ付車輪用軸受装置Ｂでは、回転側部材となる外方部材１が外周に車輪取付用のフランジ１ｂを有するハブ輪からなり、その内周に２列の軌道面３が形成されている。内方部材２は固定側部材となるものであって、軸方向に並べられた一対の分割型の内輪１０Ａ，１０Ｂからなり、各内輪１０Ａ，１０Ｂの外周に前記２列の軌道面３に対向する軌道面４がそれぞれ形成されている。これら内外の部材２，１の軌道面４，３間に介在した２列の転動体５はボールからなる。

エンコーダ２０は、回転側部材である外方部材１のインボード側端部における外周に圧入嵌合されている。また、磁気センサ２１は、車体１６側に装着され、その検出面Ｓがエンコーダ２０の被検出面と対向するように配置される。磁気センサ２１が、その検出面Ｓを軸受軸心Ｏに対して傾斜する姿勢で装着されること、およびエンコーダ２０の被検出面が軸受軸心Ｏと平行とされていることは、図１の実施形態の場合と同様である。なお、軸受装置は、このほか、転動体５が円すいころからなる円すいころ型のものであっても良い。

図１２は、この発明のさらに他の実施形態を示す。このセンサ付車輪用軸受装置Ｃは、第３世代型に分類される複列のアンギュラ玉軸受型であり、内輪回転タイプでかつ駆動輪支持用のものである。このセンサ付車輪用軸受装置Ｃでは、回転側部材となる内方部材２が外周に車輪取付用のフランジ１９ａを有するハブ輪１９と、このハブ輪１９のインボード側端部の外周に嵌合する１つの内輪１０とでなる。固定側部材となる外方部材１は、図１の場合と同様に車体取付用フランジ１ａを有する外輪からなる。外方部材１の内周には２列の軌道面３が形成され、これら軌道面３に対向する軌道面４が、前記内方部材２におけるハブ輪１９および内輪１０の外周にそれぞれ形成されている。前記軌道面３，４間に介在する転動体５はボールとされる。

磁気センサ２１が外方部材１における２列の転動体５の間に装着され、その先端の検出面Ｓが軸受軸心Ｏに対して傾斜した姿勢とされることは、図１の実施形態の場合と同様である。エンコーダ２０は、内方部材２におけるインボード側部材である内輪１０の外周に圧入嵌合され、その被検出面が磁気センサ２１の検出面Ｓと対峙する。エンコーダ２０の被検出面が軸受軸心Ｏと平行とされることは、図１の実施形態の場合と同様である。ハブ輪１９のフランジ１９ａの基端におけるアウトボード側の側面に、ホイールおよびブレーキロータ（いずれも図示せず）の案内用のパイロット部１９ｃが突出していることなど、その他の構成も図１の実施形態の場合と同様である。なお、軸受装置は、このほか、転動体５が円すいころからなる円すいころ型軸受装置であっても良い。

図１３は、この発明のさらに他の実施形態を示す。このセンサ付車輪用軸受装置Ｄは、図１２の実施形態において、エンコーダ２０を、内方部材２のアウトボード側部材であるハブ輪１９の外周に圧入嵌合したものである。その他の構成は図１２の実施形態の場合と同様である。

図１４は、この発明のさらに他の実施形態を示す。このセンサ付車輪用軸受装置Ｅは、第４世代型に分類される複列のアンギュラ玉軸受型であり、内輪回転タイプでかつ駆動輪支持用のものである。このセンサ付車輪用軸受装置Ｅでは、回転側部材となる内方部材２が外周に車輪取付用のフランジ１９ａを有するハブ輪１９と、このハブ輪１９の中空孔１３にステム部２２ａが挿入されて嵌合する等速自在継手のアウトボード側継手部材２２とでなる。固定側部材となる外方部材１は、図１の場合と同様に車体取付用フランジ１ａを有する外輪からなる。外方部材１の内周には２列の軌道面３が形成され、これら軌道面３に対向する軌道面４が、前記内方部材２におけるハブ輪１９およびアウトボード側継手部材２２の外周にそれぞれ形成されている。前記軌道面３，４間に介在する転動体５はボールからなり、各列毎に保持器６で保持されている。

磁気センサ２１は車体１６側に装着され、その先端の検出面Ｓが軸受軸心Ｏに対して傾斜した姿勢とされる。エンコーダ２０は、アウトボード側継手部材２２のインボード側のカップ部２２ｂの外周に圧入嵌合され、その被検出面が磁気センサ２１の検出面Ｓと対峙する。エンコーダ２０の被検出面が軸受軸心Ｏと平行とされることは、図１の実施形態の場合と同様である。その他の構成も図１の実施形態の場合と同様である。なお、軸受装置は、このほか、転動体５が円すいころからなる円すいころ型のものであっても良い。

図１５は、この発明のさらに他の実施形態を示す。このセンサ付車輪用軸受装置Ｆは、図１４の実施形態において、エンコーダ２０を、内方部材２のアウトボード側部材であるハブ輪１９の外周に圧入嵌合し、磁気センサ２１を外方部材１に装着したものである。その他の構成は図１４の実施形態の場合と同様である。

上記の各実施形態では、エンコーダ２０として平歯車状のパルサリングを用いた場合を示したが、エンコーダ２０として、図１７に示す打ち抜き型のパルサリングを用いても良い。図１６の磁気エンコーダは、環状の芯金２３の外径面に多極磁石２４を設けたものであり、参考提案例として示す。図１７の打ち抜き型のパルサリングは、鉄板等の金属材料からなる環体２５の円周方向に打ち抜き孔２６を等間隔に配置したものである。

１…外方部材
１ａ…車体取付用フランジ
１ｂ…車輪取付用フランジ
２…内方部材
３，４…軌道面
５…転動体
９…ハブ
１０，１０Ａ，１０Ｂ…内輪（内輪構成部品）
１６…車体
１９…ハブ輪（内輪構成部品）
１９ａ…車輪取付用フランジ
２０…エンコーダ
２０ａ…面取り部
２１…磁気センサ
２１ａ…面取り部
Ａ〜Ｆ…センサ付車輪用軸受装置
Ｓ…検出面

Claims

車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置であって、内周に複列の軌道面を有する外方部材、これら軌道面に対向する複列の軌道面を有する内方部材、および対向する各列の軌道面の間に介在した転動体を備え、外周面が被検出面となる円環状のエンコーダを、前記外方部材および内方部材のうちの回転側部材の外周に嵌合すると共に、前記エンコーダを検出する磁気センサを、軸受軸心に対して傾斜して前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材または車体に取付けた車輪用軸受装置において、
前記エンコーダが、円周方向に凹部と凸部が交互に並ぶ歯車状の形状とされた磁性体の金属材料からなるパルサリングであるか、または磁性体の金属板に、周方向に並ぶ複数の打ち抜き孔を設けたパルサリングであり、前記円環状のエンコーダが前記回転側部材に対して圧入され、このエンコーダの圧入方向に対してこのエンコーダの被検出面が平行であり、かつ前記エンコーダの被検出面が軸受軸心に対して平行であり、前記磁気センサの検出面と前記エンコーダの被検出面とが傾きを持って対向し、前記磁気センサの検出面とエンコーダの被検出面との間の傾斜角度が１°〜４５°であり、前記磁気センサの検出面の傾きによる前記エンコーダの被検出面と前記磁気センサの検出面間のギャップの最小値と最大値との差に対して、前記エンコーダが前記歯車状の形状である場合の前記凹部と凸部との差、または前記エンコーダが前記打ち抜き孔を有するものである場合のエンコーダの前記被検出面の外径とこのエンコーダの前記回転側部材への嵌合部分の外径との差が同等または同等以上であることを特徴とするセンサ付車輪用軸受装置。
請求項１において、前記エンコーダの外周面における、前記磁気センサの検出面の中心が対向する対向位置が、前記エンコーダの端面から１．０mmよりもエンコーダ幅の中心側にあるセンサ付車輪用軸受装置。
請求項１または請求項２において、前記磁気センサおよびエンコーダが、両転動体列の間に位置し、前記内方部材が、各列の軌道面をそれぞれ有する複数の内輪構成部品を有し、前記エンコーダがインボード側の内輪構成部品の外径面に圧入により固定され、かつ両側の内輪構成部品の外周に渡って位置するセンサ付車輪用軸受装置。
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記磁気センサおよびエンコーダが、両転動体列の間に位置し、前記内方部材が、各列の軌道面をそれぞれ有する複数の内輪構成部品を有し、前記エンコーダがアウトボード側の内輪構成部品の外径面に圧入により固定され、かつ両側の内輪構成部品の外周に渡って位置するセンサ付車輪用軸受装置。
請求項１または請求項２において、前記エンコーダが前記外方部材の外径面に圧入され、前記磁気センサが前記車体に取付けられているセンサ付車輪用軸受装置。
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記磁気センサの前記検出面の縁に面取り部を設けたセンサ付車輪用軸受装置。
請求項６において、前記面取り部を、前記磁気センサの傾斜による前記エンコーダに対する近づき側の縁のみに設けたセンサ付車輪用軸受装置。
請求項６または請求項７において、前記面取り部の表面を、前記エンコーダの外周面である被検出面と平行としたセンサ付車輪用軸受装置。
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記エンコーダの幅方向の縁に面取り部を設けたセンサ付車輪用軸受装置。
請求項９において、前記エンコーダの前記面取り部を、前記磁気センサの傾斜による前記磁気センサに対する近づき側の縁のみに設けたセンサ付車輪用軸受装置。
請求項９または請求項１０において、前記面取り部の表面を、前記磁気センサの検出面と平行としたセンサ付車輪用軸受装置。