JP5202348B2 - センサ付車輪用軸受装置 - Google Patents

センサ付車輪用軸受装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5202348B2
JP5202348B2 JP2009006253A JP2009006253A JP5202348B2 JP 5202348 B2 JP5202348 B2 JP 5202348B2 JP 2009006253 A JP2009006253 A JP 2009006253A JP 2009006253 A JP2009006253 A JP 2009006253A JP 5202348 B2 JP5202348 B2 JP 5202348B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
encoder
sensor
detection
magnetic sensor
bearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009006253A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010164112A (ja
Inventor
誠 関
洋斗 須間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp filed Critical NTN Corp
Priority to JP2009006253A priority Critical patent/JP5202348B2/ja
Publication of JP2010164112A publication Critical patent/JP2010164112A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5202348B2 publication Critical patent/JP5202348B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C41/00Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
    • F16C41/007Encoders, e.g. parts with a plurality of alternating magnetic poles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/38Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
    • F16C19/383Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
    • F16C19/385Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings
    • F16C19/386Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings in O-arrangement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00Articles relating to transporting
    • F16C2326/01Parts of vehicles in general
    • F16C2326/02Wheel hubs or castors

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 (11)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
JP2009006253A 2009-01-15 2009-01-15 センサ付車輪用軸受装置 Active JP5202348B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009006253A JP5202348B2 (ja) 2009-01-15 2009-01-15 センサ付車輪用軸受装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009006253A JP5202348B2 (ja) 2009-01-15 2009-01-15 センサ付車輪用軸受装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010164112A JP2010164112A (ja) 2010-07-29
JP5202348B2 true JP5202348B2 (ja) 2013-06-05

Family

ID=42580440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009006253A Active JP5202348B2 (ja) 2009-01-15 2009-01-15 センサ付車輪用軸受装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5202348B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6748931B1 (ja) * 2019-04-02 2020-09-02 日立金属株式会社 回転検出装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6359769U (ja) * 1986-10-09 1988-04-21
JP2988989B2 (ja) * 1990-09-25 1999-12-13 光洋精工株式会社 軸受ユニット
US5085519A (en) * 1991-07-05 1992-02-04 The Timken Company Bearing assembly with speed sensor and process for assembling the same
JPH11108054A (ja) * 1997-10-01 1999-04-20 Nippon Seiko Kk 回転速度検出用転がり軸受ユニット
JP2005156507A (ja) * 2003-11-28 2005-06-16 Nsk Ltd 転がり軸受ユニットの荷重測定装置
JP2007182961A (ja) * 2006-01-10 2007-07-19 Ntn Corp 軸受装置
JP2007192281A (ja) * 2006-01-18 2007-08-02 Ntn Corp 軸受装置
JP2007270961A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Jtekt Corp 車輪用転がり軸受の取付構造
JP5125144B2 (ja) * 2007-02-23 2013-01-23 株式会社ジェイテクト 車軸用軸受装置およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010164112A (ja) 2010-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1962074A1 (en) Sensor-equipped bearing for wheel
JP4654779B2 (ja) シール部材及びシール部材付き転がり軸受ユニット
JP2006046493A (ja) 車輪用ころがり軸受
US10598226B2 (en) Bearing device for vehicle wheel
JP2007057300A (ja) センサ付車輪用軸受
JP5063270B2 (ja) センサ付車輪用軸受
JP5105397B2 (ja) 駆動車輪用軸受装置
JP5202348B2 (ja) センサ付車輪用軸受装置
JP2008151727A (ja) 回転速度検出装置及び回転速度検出装置付き車輪用軸受装置
JP2006226491A (ja) 転がり軸受装置及びその製造方法
JP5023772B2 (ja) センサ付き車輪支持用軸受ユニット
EP3444491B1 (en) Hub unit bearing
JP5790109B2 (ja) 転がり軸受装置
JP4628395B2 (ja) 回転速度検出装置付き車輪用軸受装置
JP4829683B2 (ja) 車輪用軸受装置
JP2008144861A (ja) 軸受ユニット
JP2012087901A (ja) 密封装置および転がり軸受装置
JP2007232150A (ja) エンコーダ付きシール及び軸受ユニット
JP2007198886A (ja) エンコーダ、転がり軸受の密封装置、及びセンサ付き転がり軸受装置
US11273670B2 (en) Hub unit bearing
JP2008014471A (ja) センサ付き転がり軸受装置
JP6697932B2 (ja) 車輪用軸受装置
JP5577743B2 (ja) センサ付軸受ユニット
JP4483852B2 (ja) 車輪用回転支持装置及びその組立方法
JP2008082483A (ja) 状態量測定装置付転がり軸受ユニット

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110920

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120607

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121023

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121218

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130212

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130212

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5202348

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160222

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250