JPH08285879A - 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

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JPH08285879A
JPH08285879A JP7133601A JP13360195A JPH08285879A JP H08285879 A JPH08285879 A JP H08285879A JP 7133601 A JP7133601 A JP 7133601A JP 13360195 A JP13360195 A JP 13360195A JP H08285879 A JPH08285879 A JP H08285879A
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stator
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sensor
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耕一 森田
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潤是 坂本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大型化する事なくセンサ20aの出力を大き
くして、小型自動車の車輪の回転速度検出を確実に行な
える様にする。 【構成】 外周面に複数の凹部31、31を形成したト
ーンホイール13aが、それぞれが磁性材製のハブ1及
び内輪5と共に回転する。センサ20aを構成する第一
のステータ32に形成した切り欠き28、28と上記凹
部31、31との位相変化により、永久磁石22aに基
づく磁束の密度が変化する。この磁束は、第二のステー
タ33に導かれて、上記ハブ1及び内輪5を通じて流れ
る。コイル24aを構成する導線の巻き数を多くし、ト
ーンホイール13aの周速を速くできる分、センサ20
aの出力を大きくできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【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、欧州特許公開0 426 298 A1、或は発明協会公開技報
94−16051に記載されている様に、従来から知ら
れている。
【0003】図20〜21は、このうちの公開技報に記
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。内輪相当部材であるハブ1の外端部(外とは車
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)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、10
bを形成している。そして、これら各内輪軌道3a、3
b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の内端部(内とは、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)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20〜21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環状(短円筒状)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、
回転側除肉部である複数の透孔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20〜21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、ステンレス鋼板、
アルミニウム合金板等の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、2
4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、全体を円輪状(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2
2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、固定側除肉部である複数の切り欠き28
を、この内径側円筒部27の円周方向に亙って、前記透
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2
4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2
8との位相が半分だけずれると、上記トーンホイール1
3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2
3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】
【発明が解決しようとする課題】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。ところが、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に
は、次に述べる様な点を改良する必要がある。
【0014】即ち、車輪の回転速度検出を確実に行なう
べく、上記センサ20の出力を大きくする為に最も簡便
な方法は、このセンサ20を大型化する事である。とこ
ろが、小型自動車用の回転速度検出装置付転がり軸受ユ
ニットを構成するセンサ20の場合には、外径寸法や軸
方向に亙る厚さ寸法の増大につながる大型化は難しい。
そこで、小型自動車用の回転速度検出装置付転がり軸受
ユニットでセンサの出力増大を図る為には、限られた空
間を有効に利用する事により、外径寸法や厚さ寸法を大
きくする事なく大きな出力を得られる構造が必要にな
る。
【0015】例えば、図20〜21に示した従来構造の
場合には、永久磁石22の着磁方向両端面である内外両
周面同士の間で流れる磁束は、トーンホイール13とス
テータ23とを含む磁気閉回路中を流れる。そして、こ
の磁気閉回路中を流れる磁束の密度変化に応じて電圧を
惹起させるコイル24は、上記永久磁石22と軸方向に
併設されている。このコイル24に惹起される電圧であ
る、センサ20の出力を大きくする為の方法の一つとし
て、このコイル24を構成する導線の巻き数を多くする
事が有効である。しかしながら、図20〜21に示した
従来構造でこの巻き数を多くすると、上記センサ20が
大型化する。
【0016】又、センサ20の出力を大きくする為の方
法の一つとして、トーンホイール13の一部でセンサ2
0が対向する部分の周速を速くする事も有効である。と
ころが、図20〜21に示した従来構造では、トーンホ
イール13をセンサ20の内径側に配置しているので、
上記部分の周速を速くするには、センサ20の直径も大
きくしなければならなくなる。センサ20の直径が大き
くなると、回転速度検出装置全体が大型化して、小型の
自動車への組み付けが難しくなるだけでなく、上記コイ
ル24を構成する導線の巻き数が同じ場合でもこの導線
の全長が長くなる。導線の全長の増大は抵抗の増大に結
び付き、センサ20の出力を増大させる事に関してマイ
ナス要因となる。
【0017】これに対して、センサ20をトーンホイー
ル13の直径方向内側に配置すれば、トーンホイール1
3の周速を速くすると共に透孔17のピッチを大きく
し、しかも導線の全長を長くする事なくこの導線の巻き
数を多くして、上記センサ20の出力増大を図れる。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。更に、本発明の
回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、空間の有効
利用を図る事により上記導線の巻き数を十分に多くし、
出力増大効果を十分に得る事を目的としている。
【0018】
【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、内周面に複列の
外輪軌道を有し、使用時に回転しない外輪と、上記内周
面と対向する外周面に複列の内輪軌道を有し、使用時に
回転する内輪相当部材と、上記各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、その一部表面に円周方向に
亙って複数の回転側除肉部を等間隔に設けた被検出部を
有する、磁性材製で円環状のトーンホイールと、上記外
輪の内端開口部に固定されたカバーと、それぞれが円環
状であるコイルと永久磁石とステータとを備え、上記カ
バーに保持された合成樹脂中に包埋された状態で上記ト
ーンホイールの被検出部に対向する円環状のセンサとを
備える。
【0019】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、上記センサを構成するコイル
が上記トーンホイールに設けられた被検出部よりも直径
方向内側に配置されている。
【0020】又、請求項2に記載した回転速度検出装置
に於いては、内輪相当部材は磁性材製であり、センサ
は、全周に亙って所定の一方向に着磁された円環状の永
久磁石と、少なくともこの永久磁石の着磁方向両端面の
うちの一方の端面にその一端部を近接若しくは当接させ
た、少なくとも1個の磁性材製のステータと、上記永久
磁石に基づく磁束が流れる部分に沿って配置された円環
状のコイルとを備える。又、上記永久磁石の着磁方向一
端面は直接若しくはステータを通じてトーンホイールの
被検出部に、第一の微小隙間を介して対向しており、上
記永久磁石若しくはステータの一部で上記トーンホイー
ルの被検出部と対向する部分には複数の固定側除肉部
が、上記回転側除肉部と等ピッチで形成されている。そ
して、上記永久磁石の着磁方向他端面は上記内輪相当部
材の表面の一部に、直接若しくはステータを通じ、第二
の微小隙間を介して対向している。
【0021】又、請求項3に記載した回転速度検出装置
付転がり軸受ユニットに於いては、内輪相当部材には、
外周面の少なくとも一部をこの内輪相当部材と同心の円
筒面とした磁性材製のナットが固着されている。又、セ
ンサは、全周に亙って所定の一方向に着磁された円環状
の永久磁石と、少なくともこの永久磁石の着磁方向両端
面のうちの一方の端面にその一端部を近接若しくは当接
させた、少なくとも1個の磁性材製のステータと、上記
永久磁石に基づく磁束が流れる部分に沿って配置された
円環状のコイルとを備える。そして、上記永久磁石の着
磁方向一端面は直接若しくはステータを通じて上記トー
ンホイールの被検出部に、第一の微小隙間を介して対向
しており、上記永久磁石若しくはステータの一部で上記
トーンホイールの被検出部と対向する部分には複数の固
定側除肉部が、上記回転側除肉部と等ピッチで形成され
ている。又、上記永久磁石の着磁方向他端面は上記ナッ
トの円筒面に、直接若しくはステータを通じ、第二の微
小隙間を介して対向し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。
【0022】又、請求項4に記載した回転速度検出装置
付転がり軸受ユニットに於いては、内輪相当部材は、車
輪を固定自在なハブと、このハブに外嵌された内輪と、
このハブの内端部に設けた雄ねじ部に螺合して上記内輪
を軸方向に抑え付けるナットとから成る。そして、トー
ンホイールは、上記内輪の内端部に外嵌固定される小径
部と、上記ナットの周囲に位置する大径部と、この大径
部の外端縁と上記小径部の内端縁とを連続させる段部と
を備え、上記回転側除肉部はこのうちの大径部の少なく
とも内周面に設けられている。又、センサは、全周に亙
って所定の一方向に着磁された円環状の永久磁石と、少
なくともこの永久磁石の着磁方向両端面のうちの一方の
端面にその一端部を近接若しくは当接させた、少なくと
も1個の磁性材製のステータと、上記永久磁石に基づく
磁束が流れる部分に沿って配置された円環状のコイルと
を備えて、上記大径部の直径方向内側に設けられてい
る。そして、上記永久磁石の着磁方向一端面は上記トー
ンホイールの一部に、第一の微小隙間を介して磁気的に
近接対向しており、上記ステータの一端部は上記永久磁
石の着磁方向他端面に当接若しくは近接し、同じくステ
ータの他端部は上記トーンホイールの他部に、第二の微
小隙間を介して磁気的に近接対向している。そして、上
記トーンホイールの一部と他部との少なくとも一方は被
検出部であり、上記ステータの他端部と上記永久磁石の
着磁方向一端面に磁気的に通じる部分との少なくとも一
方で、上記被検出部と対向する部分には複数の固定側除
肉部が、回転側除肉部と等ピッチで形成されている。
【0023】
【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、トーンホイールの周速を速くすると共に回転
側除肉部のピッチを大きくし、しかも導線の全長を長く
する事なくこの導線の巻き数を多くして、センサの出力
増大を図れる。しかも、空間の有効利用を図れ、上記導
線の巻き数を十分に多くして、十分に大きな出力増大効
果を得られる。
【0024】
【実施例】図1〜2は、請求項2に対応する、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、回転速度検出装置部
分にあり、転がり軸受ユニット部分の構造に就いては、
前述した従来構造と同様である。この為、転がり軸受ユ
ニット部分に就いては、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
特徴である回転速度検出装置部分を中心に説明する。
【0025】磁性材製のハブ1と共に内輪相当部材を構
成する、やはり磁性材製の内輪5の内端部には、磁性材
製で円環状のトーンホイール13aを外嵌固定してい
る。このトーンホイール13aの外周面には、それぞれ
が回転側除肉部である複数の凹部31、31を、円周方
向に亙り等間隔に形成している。従ってこのトーンホイ
ール13aの外周面形状は、歯車状の凹凸形状である。
又、カバー18aの開口端部を、外輪8の内端開口部に
内嵌固定している。そして、このカバー18aの内部
に、合成樹脂21aに包埋された、円環状のセンサ20
aを支持している。
【0026】このセンサ20aは、円筒状(円環状)の
永久磁石22aと、それぞれが軟鋼板等の磁性材により
造られた第一、第二のステータ32、33と、円環状の
コイル24aとを備える。このうちの永久磁石22a
は、全周に亙って軸方向(図1〜2の左右方向)に着磁
されており、外端面をその全周に亙ってN極とし、内端
面をその全周に亙ってS極としている。
【0027】又、上記第一のステータ32は、断面L字
形で全体を円環状に形成したもので、円輪部34と、こ
の円輪部34の外周縁から外方に折れ曲がった円筒部3
5とを備える。そしてこの円筒部35に、それぞれが固
定側除肉部である複数の切り欠き28、28を、上記凹
部31、31と等ピッチで形成している。従ってこの円
筒部35は、櫛歯状に形成されている。そして、この円
筒部35の内周面を上記トーンホイール13aの外周面
に、ラジアル方向に亙る第一の微小隙間36を介して対
向させている。尚、櫛歯状の円筒部35を形成する場
合、全体が円輪状の状態で上記切り欠き28、28を打
ち抜いて櫛歯状とし、この部分を折り曲げ加工して円筒
部35とすれば、上記第一のステータ32を安価に製作
できる。又、上記円輪部34の内側面は、上記永久磁石
22aの外端面に当接させている。
【0028】一方、上記第二のステータ33は、円板状
に形成されている。そして、この第二のステータ33の
外側面外周寄り部分に、上記永久磁石22aの内端面を
突き当てている。又、この第二のステータ33の外側面
中央部は、前記ハブ1の内端部に形成した雄ねじ部6の
内端面に、スラスト方向に亙る第二の微小隙間37を介
して対向させている。更に、上記永久磁石22aの内径
側には、ボビン29に導線を巻回して成るコイル24a
を添設している。
【0029】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に於いては、永久磁石22
aの着磁方向両端面である内外両端面同士の間で流れる
磁束は、トーンホイール13aと、第一、第二のステー
タ32、33と、内輪相当部材を構成するハブ1及び内
輪5とが互いに直列に配置される事で構成される磁気閉
回路中を流れる。そしてこの磁気閉回路中を流れる磁束
の密度は、上記トーンホイール13aの回転に伴う凹部
31、31と切り欠き28、28との位相変化によって
変化する。
【0030】即ち、これら凹部31、31と切り欠き2
8、28とが互いに対向した瞬間には、隣り合う凹部3
1、31の間に存在する凸部と、隣り合う切り欠き2
8、28同士の間に存在する舌片とが互いに対向する。
この為、トーンホイール13aと第一のステータ32と
の間の磁気抵抗が小さくなり、上記磁気閉回路中を流れ
る磁束の密度が高くなる。反対に、これら凹部31、3
1と切り欠き28、28との位相が半分だけずれた瞬間
には、隣り合う凹部31、31の間に存在する凸部と切
り欠き28、28とが、隣り合う切り欠き28、28同
士の間に存在する舌片と凹部31、31とが、互いに対
向する。この為、トーンホイール13aと第一のステー
タ32との間の磁気抵抗が大きくなり、上記磁気閉回路
中を流れる磁束の密度が低くなる。そして、上記磁気閉
回路中を流れる磁束の密度変化に伴ってコイル24a
に、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。
【0031】この様な第一実施例の回転速度検出装置付
転がり軸受ユニットの場合には、コイル24aを永久磁
石22aの内径側に配置する事により、このコイル24
aの軸方向に亙る寸法を大きくし、導線の巻き数を多く
して、出力の増大を図れる。又、コイル24aの内径
は、ナット7と干渉しない範囲で小さくできる為、巻き
数を多くした場合でも導線の全長があまり大きくはなら
ず、導線の抵抗値の増大も小さい為、巻き数増大による
出力増大効果が大きい。更に、回転側除肉部である凹部
31、31を形成したトーンホイール13aの外径寸法
を大きくして、周速の増大による出力増大も図れる。
【0032】この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、ナット7の外周面とカバー18aを
構成する円筒部19の内周面との間の限られた空間を有
効に利用して、センサの構成各部材を組み付ける事がで
きる。この為、小型で、しかもセンサ20aの出力が十
分に大きな回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを構
成できる。特に、図示の実施例の様にトーンホイール1
3aを内輪5の内端部外周面に固定する構造の場合に
は、この内端部外周面と外輪8の内端部内周面との間の
空間を有効利用して回転速度検出装置の小型化を図れ
る。しかも、センサ20aを構成するコイル24aの直
径を大きくする事なくトーンホイール13aの直径を大
きくできるので、センサ20aの出力を増大する効果が
大きい。
【0033】次に、図3は、やはり請求項2に対応す
る、本発明の第二実施例を示している。本発明の場合に
は、ナット7の内端面と第二のステータ33の内側面と
の間にまでコイル24bを設ける事により、このコイル
24bを構成する導線の巻き数をより多くしている。巻
き数を多くした分だけ、上述した第一実施例の場合に比
べて、よりセンサ20bの出力を増大させる事ができ
る。その他の構成及び作用は、上述した第一実施例と同
様である。
【0034】次に、図4は、やはり請求項2に対応す
る、本発明の第三実施例を示している。本実施例の場合
には、センサ20cを構成する第二のステータ33aを
円輪状に形成すると共に、その内周縁を外方に折り曲げ
て円筒部38を形成している。又、ハブ1に形成した雄
ねじ部6の先端部でナット7から内方に突出した部分に
は、ねじ山を形成せず、雄ねじ部6の谷径以下の外径寸
法を有する円柱部39を形成している。そして、上記円
筒部38の内周面と円柱部39の外周面とを、ラジアル
方向に亙る第二の微小隙間37aを介して対向させてい
る。円筒部38の直径方向寸法は、軸方向寸法に比較す
ると小さな許容差で加工する事が容易である。従って、
第二の微小隙間37aの値は小さく抑えられ、十分な出
力を得られる。又、上記円筒部38はバーリング加工に
よる製作が可能である為、安価にできる。その他の構成
及び作用は、前述した第一実施例と同様である。
【0035】次に、図5は、やはり請求項2に対応す
る、本発明の第四実施例を示している。本実施例の場合
には、センサ20dを構成する第一のステータ32aを
単なる円筒形とすると共に、第二のステータを省略して
いる。第一のステータ32aの外端縁部には複数の切り
欠き28、28を形成し、この切り欠き28、28形成
部分をトーンホイール13aの外周面に、第一の微小隙
間36を介して対向させている。又、円輪状に形成され
た永久磁石22bを、直径方向に着磁している。図示の
実施例の場合には、この永久磁石22bの内周面をその
全周に亙ってS極とし、外周面をその全周に亙ってN極
としている。そして、この永久磁石22bの内周面を、
ハブ1の雄ねじ部6の先端部に形成した、ねじ山のない
円柱部39の外周面に、第二の微小隙間37aを介して
対向させている。この様なセンサ20dがトーンホイー
ル13aの回転に伴ってコイル24bに惹起される電圧
を変化させる作用は、上述した各実施例と同様である。
【0036】次に、図6は、やはり請求項2に対応す
る、本発明の第五実施例を示している。本実施例の場合
には、第二のステータ33bを断面凸字形で全体を円板
状に形成し、コイル24cを、永久磁石22aの内周面
と第二のステータ33bの中央部に形成した凸部40の
外周面との間に装着している。この様な構造にすれば、
第二のステータ33bがコイル24cの芯出し機構にも
なるので、組立工程中のコイル24cの位置決めが図ら
れて、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの組み立
てが容易になる。又、センサ20eを包埋した合成樹脂
21bの中央部には空洞部41を設けて、合成樹脂21
bの節約を図っている。更に、トーンホイール13bは
燒結材製とし、外周面の一部で外端部を除く部分に、回
転側除肉部である複数の凹部31、31を形成してい
る。外端部に凹部31、31を形成していない分、この
外端部の厚さ寸法を確保できて、このトーンホイール1
3bを内輪5に外嵌固定する際に割れ等の損傷が発生す
る事を防止できる。その他の構成及び作用は、前述した
第一実施例と同様である。
【0037】次に、図7は、請求項3に対応する、本発
明の第六実施例を示している。本実施例の場合には、ハ
ブ1内端部の雄ねじ部6に螺合固定されて内輪5を抑え
付ける、磁性材製のナット7aの軸方向中間部に、この
内輪5と同心の円筒面42を形成している。又、センサ
20fを構成する、断面L字形で全体を円環状に形成さ
れた第二のステータ33cの外周端部外側面を、軸方向
(図7の左右方向)に着磁された永久磁石22aの内端
面に突き当てている。更に、上記第二のステータ33c
の内周縁部に形成された円筒部43の内周面を上記円筒
面42に、第二の微小隙間37bを介して対向させてい
る。尚、上記円筒面42の円周方向複数個所(例えば4
個所)には、それぞれが軸方向に亙る凹溝44、44を
形成して、上記ナット7aを緊締する際に工具を係止自
在としている。第一のステータ32とトーンホイール1
3aとに関しては、前述した第一実施例と同様である。
【0038】こ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に於いては、永久磁石22a
の着磁方向両端面である内外両端面同士の間で流れる磁
束は、トーンホイール13aと、第一、第二のステータ
32、33cと、内輪相当部材を構成する内輪5と、こ
の内輪5を抑え付けるナット7aとが互いに直列に配置
される事で構成される磁気閉回路中を流れる。そしてこ
の磁気閉回路中を流れる磁束の密度は、前述した第一実
施例の場合と同様に、上記トーンホイール13aの回転
に伴う凹部31、31と切り欠き28、28との位相変
化によって変化する。この磁束密度の変化により、コイ
ル24aに惹起される電圧が変化する。尚、ナット7a
の凹溝44、44が回転しても、このナット7aの円筒
面42と第二のステータ33cの内周縁部に形成された
円筒部43の内周面との対向する面積は不変である。こ
の為、ナット7aの回転によって凹溝44、44の影響
が出力電圧に表われる事はない。
【0039】次に、図8は、やはり請求項3に対応す
る、本発明の第七実施例を示している。本実施例の場合
には、センサ20gを構成する永久磁石22cとして、
円筒状で直径方向に着磁したものを使用している。又、
第一のステータ32bを円筒状に形成し、この第一のス
テータ32bの内半部を上記永久磁石22cの外周面
に、近接若しくは当接させている。この第一のステータ
32bの外半部には切り欠き28、28を形成してい
る。更に、第二のステータ33dとして、断面形状がコ
字形若しくはJ字形のものを使用している。そして、こ
の第二のステータ33dの外径側円筒部45の外周面を
上記永久磁石22cの内周面に近接若しくは当接させ、
同じく内径側円筒部46の内周面をナット7aに形成し
た円筒面42に、第二の微小隙間37bを介して対向さ
せている。この様に構成される本実施例の場合も、上述
した第六実施例の場合と同様の作用により、コイル24
aに惹起される電圧を変化させる。
【0040】次に、図9は、やはり請求項3に対応す
る、本発明の第八実施例を示している。本実施例の場合
には、センサ20dを構成する永久磁石22bとして円
輪状で直径方向に着磁したものを使用している。そし
て、この永久磁石22bの内周面をナット7aに形成し
た円筒面42に、第二の微小隙間37bを介して対向さ
せている。この様に構成される本実施例の場合も、上述
した第六〜第七実施例の場合と同様の作用により、コイ
ル24aに惹起される電圧を変化させる。
【0041】次に、図10〜11は、やはり請求項3に
対応する、本発明の第九〜第十実施例を示している。こ
れら両実施例はそれぞれ、前述の図4〜5に示した第三
〜第四実施例と類似したものである。即ち、第三〜第四
実施例がハブ1の内端部に円柱部39を形成し、この円
柱部39の外周面に円筒部38若しくは永久磁石22b
の内周面を、第二の微小隙間37aを介して対向させて
いたのに対して、これら第九〜第十実施例の場合には、
ナット7bの内端部に円筒面42aを形成し、この円筒
面42aに円筒部38若しくは永久磁石22bの内周面
を、第二の微小隙間37aを介して対向させている。コ
イル24aの断面形状を適宜変える事は自由である。
【0042】尚、図示は省略したが、図1〜3に示した
第一〜第二実施例、並びに図6、7、10に示した第
五、第六、第九実施例から第一のステータ32を省略す
る事で、本発明の技術的範囲に属する回転速度検出装置
を構成する事もできる。但し、この場合には、トーンホ
イールの外周面ではなく内側面に、回転側除肉部である
凹部を形成し、永久磁石の外端面に固定側除肉部である
凹部を形成する。従って、トーンホイールの内側面及び
永久磁石の外端面には、それぞれ歯車状の凹凸が形成さ
れる。そして、これら歯車状のトーンホイールの内側面
と永久磁石の外端面とを、スラスト方向に亙る第一の微
小隙間を介して対向させる。
【0043】次に、図12〜13は、請求項4に対応す
る、本発明の第十一実施例を示している。センサ20h
と共に回転速度検出装置を構成するトーンホイール13
c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、小径部14aの内端縁と大径部15aの外端縁と
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13cは、上記小径部1
4aを内輪5の内端部に外嵌する事で、この内輪5に固
定している。又、この様にトーンホイール13c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。被検出部
を構成する為の回転側除肉部である複数の透孔17は、
上記大径部15aの外半部(図12〜13の左半部)
に、円周方向に亙って等間隔に形成している。勿論、円
周方向に隣り合う透孔17同士の間には、磁性材製の柱
部が存在する。尚、回転側除肉部は、上記大径部15a
の少なくとも内周面に設けられていれば足りる。従っ
て、上記大径部15aの内周面に内歯歯車状の凹凸を形
成し、このうちの凹部を回転側除肉部とする事もでき
る。
【0044】又、上記センサ20hは、永久磁石22d
と、ステータ23aと、コイル24dとから成る。この
うちの永久磁石22dは、全体を円輪状(円環状)に形
成されて、直径方向に亙り着磁されている。着磁方向は
全周に亙って変化しない。この永久磁石22dの着磁方
向一端面である外周面は、上記トーンホイール13cの
大径部15aの内端部(図12〜13の右端部)で上記
透孔17を形成していない部分の内周面に、第一の微小
隙間36aを介して対向している。上記内端部がトーン
ホイールの一部である。
【0045】又、上記永久磁石22dの着磁方向他端面
である内周面には、やはり上記トーンホイール13cと
同様に磁性金属板により円環状に形成されたステータ2
3aの内端部外周面を、当接若しくは近接させている。
このステータ23aは、内側円筒部47と、外側円筒部
48と、これら両円筒部47、48同士を連続させる連
続部49とから成る。このうち、上記ステータ23aの
内端部を構成する内側円筒部47の外周面を、上記永久
磁石22dの内周面に当接若しくは近接させている。即
ち、上記内端部を構成する上記内側円筒部47が、ステ
ータの一端部である。又、ステータ23aの他端部であ
る上記外側円筒部48の外周面は、上記トーンホイール
13cを構成する大径部15aの外半部で、上記透孔1
7を形成した部分の内周面に、第二の微小隙間37cを
介して対向している。上記部分がトーンホイールの他部
である。この外側円筒部48には、固定側除肉部である
複数の切り欠き28aを、上記透孔17と等ピッチで形
成している。従って、円周方向に隣り合う切り欠き28
a同士の間には、磁性材製の舌片が、前記柱部(並びに
透孔17及び切り欠き28a)と等ピッチで設けられて
いる。
【0046】又、上記連続部49は、上記外側円筒部4
8の外端縁から直径方向(図12〜13の上下方向)内
方に折れ曲がった円輪部50と、この円輪部50の内周
縁から軸方向内方(図12〜13の右方)に折れ曲がっ
た円筒部51と、この円筒部51の内端縁(図12〜1
3の右端縁)と上記内側円筒部47の外端縁(図12〜
13の左端縁)とを連続させる傾斜部52とから構成さ
れる。前記ナット7の周囲に位置する上記円筒部51
は、このナット7との干渉を防止すべく、このナット7
の外径よりも少し大きな内径を有する。又、上記ナット
7から軸方向内方に外れた部分に存在する上記内側円筒
部47の内径は、上記ナット7の外径よりも十分に小さ
い。
【0047】そして、前記コイル24dは、この様なス
テータ23aと前記永久磁石22dの外側面とにより三
方を囲まれる部分に設けられている。このコイル24d
は、合成樹脂により円環状に造られて外周側が開口した
ボビン29aに導線を巻回する事により造られている。
又、この導線の両端部は、次述するカバー18b外に突
設したコネクタ30aの端子に接続している。尚、上記
ボビン29aへの導線の巻回作業を容易にする為、この
ボビン29aの断面形状を、外周側が開口したコ字形と
し、コイル24dの断面形状を矩形にする事もできる。
【0048】上述の様な永久磁石22dと、ステータ2
3aと、コイル24dとから成り、全体を円環状に造ら
れたセンサ20hは、やはり円環状に形成された合成樹
脂21c中に包埋されて、カバー18b内に嵌合固定さ
れている。このカバー18bは、ステンレス鋼板等にプ
レス成形、或は絞り成形を施す事により、有底円筒状に
構成されている。そして、このカバー18bの開口端部
を外輪8の内端部に外嵌する事で、この外輪8に固定す
ると共に、この外輪8の内端開口を塞いでいる。上記カ
バー18bを構成する底板部53の中央部には有底円筒
状の凸部54を形成している。上記合成樹脂21cは、
この凸部54の外周面と円筒部19の内周面との間の円
環状空間に嵌合固定している。従って、この合成樹脂2
1cの支持強度は十分に確保され、走行時の振動等によ
り合成樹脂21cに加わるモーメント荷重に拘らず、こ
の合成樹脂21cの耐久性確保を容易に図れる。
【0049】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場合には、トーンホイー
ル13cのうちで透孔17を形成した大径部15aの直
径を大きくできる。この為、上記透孔17を形成した部
分の周速を速くすると共に、この透孔17のピッチを大
きくできる。又、センサ20hを上記大径部15aの直
径方向内側に配置している為、このセンサ20hを構成
するコイル24dの直径が大きくなる事はない。この
為、このコイル24dを構成する導線の全長を長くする
事なくこの導線の巻き数を多くして、上記センサ20h
の出力増大を図れる。しかも、このセンサ20hを構成
するコイル24dの内径は、前記ナット7の外周面に対
向する部分では大きく、このナット7の外周面から軸方
向内側に外れた部分では小さく形成しているので、空間
の有効利用を図れる。この結果、上記導線の巻き数を十
分に多くして、十分に大きな出力増大効果を得られる。
尚、本実施例の変形例として、永久磁石22dの外周面
に第二のステータ(図示せず)の内周面を当接若しくは
近接させ、この第二のステータの外周面と前記大径部1
5aの内周面とを第一の微小隙間36aを介して対向さ
せる事もできる。
【0050】次に、図14は、やはり請求項4に対応す
る、本発明の第十二実施例を示している。本実施例の場
合には、センサ20iを構成する永久磁石22eを軸方
向(図14の左右方向)に亙って着磁すると共に、この
永久磁石22eの内端部(図14の右端部)の直径を小
さくする事で、上記センサ20iの内径を、ナット7か
ら軸方向に外れた部分で小さくしている。ステータ23
bは、磁性金属板により、断面L字形で全体を円環状に
形成している。そして、上記永久磁石22eの外端面
(図14の左端面)を、トーンホイール13cの段部1
6aの内側面(図14の右側面)及び磁性材製の内輪5
の内端面(図14の右端面)に、第一の微小隙間36b
を介して対向させている。即ち、上記永久磁石22eの
外端面が永久磁石の着磁方向一端面であり、上記段部1
6aの内側面及び上記内輪5の内端面がトーンホイール
の一部である。又、ステータ23bの直径方向(図14
の上下方向)内周側端部は、上記永久磁石22eの内端
面(図14の右端面)に当接している。上記内周側端部
がステータの一端部であり、上記内端面が永久磁石の着
磁方向他端面である。又、上記ステータ23bの外周縁
に形成した円筒部55をトーンホイール13cを構成す
る大径部15aの内半部(図14の右半部)内周面に、
第二の微小隙間37dを介して対向させている。上記円
筒部55がステータの他端部であり、上記大径部15a
の内半部がトーンホイールの他部である。又、被検出部
を構成する為の回転側除肉部である透孔17は、トーン
ホイール13cを構成する大径部15aの内半部に、固
定側除肉部である切り欠き28bは上記円筒部55に、
それぞれ形成している。
【0051】本実施例の場合も、上述した第十一実施例
の場合とほぼ同様の作用により、空間の有効利用を図っ
てコイル24dを構成する導線の巻き数を十分に多く
し、十分に大きな出力増大効果を得られる。尚、本実施
例の場合には、センサ20iを構成する永久磁石22e
の外端部が合成樹脂21bから露出しているが、この永
久磁石22eの屈曲部が合成樹脂21b中に包埋されて
いるので、この永久磁石22eが合成樹脂21bに対し
てずれ動く事はない。尚、本実施例の変形例として、永
久磁石22eをナット7の六角部外周から外れた位置に
配置すると共に、製造容易な単なる円筒形に造り、この
永久磁石の外端面に第二のステータ(図示せず)の内端
面を当接させ、この第二のステータの外端面と上記段部
16aの内側面及び磁性材製の内輪5の内端面或はトー
ンホイール13cの大径部15aの内周面とを、第一の
微小隙間36bを介して対向させる事もできる。この場
合、上記第二のステータが、永久磁石の着磁方向一端面
に磁気的に通じる部分である。
【0052】次に、図15は、やはり請求項4に対応す
る、本発明の第十三実施例を示している。本実施例の場
合にはセンサ20jを、軸方向(図15の左右方向)に
着磁した円環状の永久磁石22dを含んで構成してい
る。この永久磁石22dの軸方向外端面(図15の左端
面)にはステータ23cの基端部(図15の右端部)を
当接させ、このステータ23cの先端部(図15の左端
部)外周面を、トーンホイール13dを構成する大径部
15aの中間部内周面に、微小隙間56を介して対向さ
せている。又、上記永久磁石22dの軸方向内端面(図
15の右端面)に、断面L字形に造られた第二のステー
タ57の基端部(直径方向内周側端部を指し、図15の
下端部)を当接させ、この第二のステータ57の先端部
(直径方向外周縁に設けた円筒部の、軸方向外端部を指
し、図15の左端部)外周面を上記大径部15aの軸方
向内端部(図15の右端部)内周面に、微小隙間58を
介して対向させている。
【0053】上記大径部15aの内半部(図15の右半
部)には回転側除肉部である切り欠き59を形成する事
により、上記ステータ23c及び第二のステータ57の
先端部にはそれぞれが固定側除肉部である切り欠き28
c、60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59、28
c、60のピッチは互いに等しい。又、切り欠き28
c、60の位相は互いに等しい。更に、上記永久磁石2
2dとステータ23cと第二のステータ57とにより囲
まれる部分にはコイル24eを設けて、これら各部材2
2d、23c、57を流れる磁束の密度変化により、上
記トーンホイール13dの回転速度に比例した周波数で
変化する電圧を惹起させる様にしている。
【0054】上記永久磁石22dの軸方向外端面を着磁
方向一端面とすると、トーンホイールの一部は上記大径
部15aの中間部内周面であり、同じく他部は大径部1
5aの軸方向内端部である。又、この場合、請求項4に
記載されたステータは、第二のステータ57であり、こ
の第二のステータ57の基端部がステータの一端部、同
じく第二のステータ57の先端部がステータの他端部で
ある。そして、ステータ23cは、着磁方向一端面に磁
気的に通じる部分をなす。又、この場合、上記微小隙間
56が第一の微小隙間に相当し、上記微小隙間58が第
二の微小隙間に相当する。一方、上記着磁方向一端面を
永久磁石22dの軸方向内端面とすると、トーンホイー
ルの一部及び他部は、それぞれ大径部15aの内端部及
び同中間部である。又、ステータ23cが請求項4に記
載されたステータであり、このステータ23cの基端部
がステータの一端部に、同じくステータ23cの先端部
がステータの他端部となる。上記第二のステータ57
は、この場合、着磁方向一端面に磁気的に通じる部分で
ある。又、上記微小隙間56が第二の微小隙間に、上記
微小隙間58が第一の微小隙間となる。
【0055】上述の様に構成される本実施例の場合に
は、上記トーンホイール13dの回転に伴って磁束の流
れに対する抵抗が、ステータ23cの先端部と大径部1
5aとの対向部分だけでなく、第二のステータ57の先
端部と大径部15aとの対向部分でも同時に変化する。
従って、上記トーンホイール13dの回転に伴う磁束密
度の変化が大きくなり、センサ20jの出力を大きくで
きる。尚、上記トーンホイール13dの板厚を確保でき
ず、遠心力に基づく大径部15a内端部の変形防止を十
分に図れない場合には、回転側除肉部として、前述した
各実施例と同様の透孔を採用しても良い。この場合に
は、大径部15aの内端部と中間部との何れの部分に透
孔を形成するかによって、ステータ23cの先端部と第
二のステータ57の先端部との何れか一方には切り欠き
28c(60)を形成しない。この様な構造では、切り
欠き28c(60)を形成した何れかのステータ23c
(57)が、請求項4に記載したステータに対応する。
【0056】尚、図示は省略したが、前述の第十一〜第
十三各実施例に於いて、カバー18bの底板部53の一
部には通孔を形成し、この通孔を介してコイル24d、
24eをなす導線の両端部を、前記コネクタ30aの端
子に接続している。上記通孔は従来知られた種々の加工
法により形成できる。この通孔としては、上記底板部5
3の一部に穿設した単なる開口の他、短円筒状としても
良い。例えば、底板部53にバーリング加工を施す事に
より上記通孔を形成すれば、この通孔は短円筒状とな
る。この様に上記通孔を短円筒状とした場合、センサ2
0h、20i、20jの支持強度を向上させる事ができ
る。又、前述の各実施例に於いては、底板部53の中央
部に凸部54を形成した例を示しているが、図20〜2
1に示した従来例の場合と同様、上述の様な凸部54を
形成しない構造としても良い。尚、図12〜15に示し
た第十一〜第十三実施例の場合には、ステータの一部で
トーンホイールの内周面と対向する部分が、合成樹脂に
より覆われない構造とした。この様な構造を採用する
と、センサの表面を覆う合成樹脂の厚さ分だけ、トーン
ホイールの内周面とステータとの間の微小隙間の厚さ寸
法を小さくできて、センサの出力増大を図れる。又、ス
テータが合成樹脂により覆われていない為、周囲温度の
変動によってそれぞれが鋼により造られるトーンホイー
ルとステータとの間の微小隙間の厚さ寸法が変化しな
い。従って、上記センサの出力電圧の大きさが周囲温度
により変化する事がなくなる。
【0057】次に、図16は、請求項4に対応する、本
発明の第十四実施例を示している。本実施例の場合に
は、ステータ23dを構成する円筒部61の先端寄り部
分で、トーンホイール13eに形成した切り欠き62に
対向する部分に、この切り欠き62と同数の切り欠き2
8dを、円周方向に亙り等ピッチで形成している。そし
て、上記トーンホイール13eを構成する大径部15a
の内周面と上記円筒部61の外周面とを、第一の微小隙
間36を介して対向させている。軸方向に着磁された永
久磁石22aの内端面(図16の右端面)は上記ステー
タ23dに当接させ、外端面(図16の左端面)は上記
トーンホイール13eを外嵌した磁性材製の内輪5の内
端面に、第二の微小隙間37を介して対向させている。
本実施例の場合も、限られた空間を有効に利用して、セ
ンサの構成各部材を組み付ける事ができる為、小型で、
しかもセンサ20kの出力が十分に大きな回転速度検出
装置付転がり軸受ユニットを構成できる。又、センサ2
0kを構成するコイル24eの直径を大きくする事なく
トーンホイール13eの直径を大きくできるので、セン
サ20kの出力を増大できる。
【0058】次に、図17は、やはり請求項4に対応す
る、本発明の第十五実施例を示している。本実施例で
は、トーンホイール13fを構成する大径部15aに、
それぞれが回転側除肉部である複数の透孔63a、63
bを、円周方向に亙り等間隔で形成している。センサ2
0mは、それぞれが円環状に形成された永久磁石22e
とステータ23eとコイル24とを備える。このうちの
永久磁石22eは、全周に亙って直径方向に着磁されて
いる。そして、この永久磁石22eの着磁方向一端面で
ある外周面に歯車状の凹凸を形成し、更にこの外周面を
上記大径部15aの内周面の一部で上記透孔63a、6
3aを形成した部分に、微小隙間25aを介して対向さ
せている。
【0059】又、上記ステータ23eは、軟鋼板等の磁
性金属板を断面略J字形に形成したもので、互いに同心
の外側円筒部64と内側円筒部65とを有する。尚、上
記ステータ23eを、飽和磁束密度の高い電磁鋼又は磁
極用鋼により造れば、このステータ23eの板厚を薄く
して、しかもステータ23e内での磁束の飽和を防止す
る事も可能である。これら両円筒部64、65のうち、
内側円筒部65の先端縁は上記外側円筒部64の先端縁
よりも軸方向に突出している。そして、上記内側円筒部
65の先端部で上記外側円筒部64の先端縁から突出し
た部分の外周面に、上記永久磁石22eの内周面を当接
若しくは近接させている。
【0060】又、上記ステータ23eの他端部に形成さ
れた、上記外側円筒部64には、固定側除肉部である切
り欠き28、28を、上記透孔63b、63bと等ピッ
チで形成している。そして、この切り欠き28、28を
形成した外側円筒部64を、前記トーンホイール13f
を構成する大径部15aの一部で上記透孔63b、63
bを形成した部分に、前記微小隙間25aを介して対向
させている。更に、前記コイル24は、上記ステータ2
3eの中間部で、前記永久磁石22eの側面と上記外
側、内側、両円筒部64、65とにより囲まれる部分
に、その全周に亙り添設されている。
【0061】上述の様に構成されるセンサ20mは、断
面が大略横凸字形で全体を円環状に造られた合成樹脂2
1d内に包埋される。そして、この合成樹脂21dを、
外輪8の内端開口部に嵌着したカバー18cに内嵌固定
している。この状態で前記トーンホイール13fの大径
部15aの内周面は、上記合成樹脂21dに支持された
上記センサ20mの外周面に、前記微小隙間25aを介
して対向する。
【0062】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場合には、ハブ1と共に
トーンホイール13fが回転すると、このトーンホイー
ル13fと対向するステータ23e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。本実施例の場合
も、トーンホイール13fに形成した大径部15aの内
周面と、ステータ23eに形成した外側円筒部64の外
周面とを対向させる為、これら大径部15a及び外側円
筒部64の直径を大きくできる。即ち、この外側円筒部
64を、コイル24の存在等により直径方向に亙る厚さ
寸法が或る程度嵩むセンサ20mの外周側に配置する
為、この大径部15a及び外側円筒部64の直径を大き
くできる。この結果、固定側、回転側両除肉部である透
孔63a、63b及び切り欠き28、28の数を十分に
確保して回転速度の検出精度を高める事ができる。しか
も、隣り合う透孔63a、63a同士(63b、63b
同士)の間に存在する柱部及び隣り合う切り欠き28、
28同士の間に存在する舌片の幅寸法を十分に確保し、
更にトーンホイール13fの一部で透孔63a、63b
を形成した部分の速度を早くして、センサの出力を大き
くできる。
【0063】尚、各実施例の様に、センサに組み込む永
久磁石の着磁方向を全周に亙って変化させない場合に
は、この着磁方向を円周方向に亙って変化させる構造に
比べて、回転速度検出の精度を向上させられると共に、
永久磁石の製作が容易で、部品代を安価にできる効果が
ある。
【0064】この様に、永久磁石の着磁方向を円周方向
に亙って変化させない構造の場合に回転速度検出の精度
を向上させられる理由に就いて説明する。S極とN極と
を円周方向に亙って交互に配列する構造の場合には、隣
り合うS極とN極との間で(トーンホイールを経由する
事なく)直接流れる磁束を少なく抑える必要がある。例
えば、円周方向にS極とN極とを交互に繰り返すピッチ
Pと、永久磁石の着磁方向端面とトーンホイールとの間
の微小隙間の厚さ寸法Tとの比(P/T)が小さくなる
と、各N極から隣接するS極に直接流れる磁束の割合が
多くなる。
【0065】図18は、着磁方向を円周方向に亙って変
化させた永久磁石を使用した構造で、上記比(P/T)
がセンサの出力電圧に及ぼす影響を知る為に本発明者が
行なった実験の結果を示している。この図18は、上記
比(P/T)が10である場合のセンサの出力電圧を
1.0とし、この比(P/T)を変化させた場合の出力
の大きさを示している。この図18から明らかな様に、
上記比(P/T)が6.5を境に、上記出力電圧が急激
に低下する。
【0066】一方、永久磁石の着磁方向端面とトーンホ
イールとの間の微小隙間の厚さ寸法Tは、最低でも0.
6mm程度は必要である。これは、軸受ユニットの運転時
に構成各部材の弾性変形等に拘らず、センサとトーンホ
イールとが接触するのを防止する為である。従って、上
記永久磁石の着磁方向端面でS極とN極とが交互に繰り
返されるピッチP(=トーンホイールに形成する切り欠
きのピッチ)は、0.6mm×6.5=3.9mm以上確保
する事が、十分な出力を得る為に必要になる。一方、こ
のピッチPを大きく(3.9mm以上に)すると、円周方
向に亙るS極及びN極の数及びトーンホイールに形成す
る切り欠きの数を多くできない。これらS極及びN極と
切り欠きとの数を多くできないと、1回転当たりの出力
の変化回数が少なくなり(出力が変化する間隔が長くな
り)、低速時に正確な回転速度を知る事ができなくな
る。言い換えれば、回転速度検出の精度が低下する。
【0067】これに対して、永久磁石の着磁方向を円周
方向に亙って変化させない構造の場合には、回転側除肉
部及び固定側除肉部のピッチを3.9mm以下にしても、
磁束の大部分をトーンホイールを通じて流せる。この結
果、図18に示す様な特性とは異なり、上記各除肉部の
ピッチを3.9mm以下にしても急激に出力が低下する事
はない。従って、これら各除肉部のピッチを小さくし、
回転速度検出の精度を向上させる事ができる。
【0068】尚、前述した各実施例で、永久磁石の着磁
方向端面から出てステータ及びトーンホイールを流れる
磁束の最大密度(最大磁束密度)を1000ガウス(Ga
uss)以上とする事が、正確な回転速度検出を行なう為
に好ましい。この理由は、次の通りである。軸受ユニッ
トに組み込まれる回転速度検出装置を構成するセンサ
は、絶えず外部磁界や軸受ユニットの構成部品の残留磁
気に曝らされる。正確な回転速度を知る為には、これら
外部磁界や残留磁気の影響を僅少に抑える必要がある。
【0069】一方、回転側、固定側除肉部として形成さ
れる切り欠きのピッチの誤差は1〜2%程度に抑えられ
ている。従って、上記外部磁界や残留磁気の影響を1〜
2%以内に抑える事が、正確な回転速度検出を行なう為
に好ましい。これに対して、軸受ユニットを構成する内
輪や外輪には、通常10ガウス程度の残留磁気が存在す
る。そこで、この残留磁気の影響を1%以内に抑える為
には、上記最大磁束密度を1000ガウス以上にする事
が好ましい。永久磁石の着磁方向を円周方向に亙って変
化させない構造の場合には、上記最大磁束密度を100
0ガウス以上にしても、特に問題を生じない。これに対
して、S極とN極とを円周方向に亙って交互に配列する
構造の場合には、最大磁束密度を高くすると、各N極か
ら隣接するS極に直接流れる磁束の割合が多くなる為、
センサの出力が低下する。この面からも、正確な回転速
度検出を行なう為には、永久磁石の着磁方向を円周方向
に亙って変化させない構造が好ましい。
【0070】又、円環状のセンサを使用してこのセンサ
の周面とトーンホイールの周面とを全周に亙って対向さ
せる本発明の構造の場合には、トーンホイールに対する
センサの変位に拘らず、このセンサの出力が安定する。
即ち、トーンホイールの周方向一部のみにセンサを対向
させる従来構造の場合には、トーンホイールに対するセ
ンサの変位に伴ってこのセンサの出力が、図19に破線
aで示す様に変化する。これに対して円環状のセンサを
使用した構造では、トーンホイールに対するセンサの変
位に伴ってこのセンサの出力が、同図に実線bで示す様
に変化する。この図19の記載から明らかな通り、本発
明の様な円環状のセンサを使用する構造では、このセン
サの出力を安定させる事ができる。この理由は、センサ
の周面とトーンホイールの周面との距離が、一部で広が
った場合には残部で狭まり、センサ全体としての出力に
大きな影響を及ぼさない為である。
【0071】
【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、
特に大型化する事なくセンサの出力を大きくできて、小
型自動車の車輪の回転速度検出を確実に行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例を示す断面図。
【図2】図1の右部拡大図。
【図3】本発明の第二実施例を示す、図2と同様の図。
【図4】同第三実施例を示す、図2と同様の図。
【図5】同第四実施例を示す、図2と同様の図。
【図6】同第五実施例を示す、図2と同様の図。
【図7】同第六実施例を示す、図2と同様の図。
【図8】同第七実施例を示す、図2と同様の図。
【図9】同第八実施例を示す、図2と同様の図。
【図10】同第九実施例を示す、図2と同様の図。
【図11】同第十実施例を示す、図2と同様の図。
【図12】本発明の第十一実施例を示す断面図。
【図13】図12の右部拡大図。
【図14】本発明の第十二実施例を示す、図2と同様の
図。
【図15】同第十三実施例を示す、図2の上半部に相当
する図。
【図16】同第十四実施例を示す、図15と同様の図。
【図17】同第十五実施例を示す、図2と同様の図。
【図18】S極とN極とを交互に配置した永久磁石を組
み込んだ回転速度検出装置で、磁極及び除肉部のピッチ
と微小隙間の厚さ寸法との比がセンサの出力に及ぼす影
響を示す線図。
【図19】センサの直径方向に亙る変位がセンサの出力
に及ぼす影響を示す線図。
【図20】従来構造の1例を示す断面図。
【図21】図20のA部拡大図。
【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、7a、7b 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、13b、13c、13d、13e、13
f 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、20b、20c、20d、20e、20
f、20g、20h、20i、20j、20k、20m
センサ 21、21a、21b、21c、21d 合成樹脂 22、22a、22b、22c、22d、22e 永久
磁石 23、23a、23b、23c、23d、23e ステ
ータ 24、24a、24b、24c、24d、24e コイ
ル 25、25a 微小隙間 26 外径側円筒部 27 内径側円筒部 28、28a、28b、28c、28d 切り欠き 29、29a ボビン 30、30a コネクタ 31 凹部 32、32a、32b 第一のステータ 33、33a、33b、33c、33d 第二のステー
タ 34 円輪部 35 円筒部 36、36a、36b 第一の微小隙間 37、37a、37b、37c、37d 第二の微小隙
間 38 円筒部 39 円柱部 40 凸部 41 空洞部 42、42a 円筒面 43 円筒部 44 凹溝 45 外径側円筒部 46 内径側円筒部 47 内側円筒部 48 外側円筒部 49 連続部 50 円輪部 51 円筒部 52 傾斜部 53 底板部 54 凸部 55 円筒部 56 微小隙間 57 第二のステータ 58 微小隙間 59、60 切り欠き 61 円筒部 62 切り欠き 63a、63b 透孔 64 外側円筒部 65 内側円筒部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平7−29560 (32)優先日 平7(1995)2月17日 (33)優先権主張国 日本(JP)

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内周面に複列の外輪軌道を有し、使用時
    に回転しない外輪と、上記内周面と対向する外周面に複
    列の内輪軌道を有し、使用時に回転する内輪相当部材
    と、上記各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、その一部表面に円周方向に亙って複数の回転側除
    肉部を等間隔に設けた被検出部を有する磁性材製で円環
    状のトーンホイールと、上記外輪の内端開口部に固定さ
    れたカバーと、それぞれが円環状であるコイルと永久磁
    石とステータとを備え、上記カバーに保持された合成樹
    脂中に包埋された状態で上記トーンホイールの被検出部
    に対向する円環状の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、上記センサを構成する
    コイルが上記トーンホイールに設けられた被検出部より
    も直径方向内側に配置され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。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載した回転速度検出装置に
    於いて、内輪相当部材は磁性材製であり、センサは、全
    周に亙って所定の一方向に着磁された円環状の永久磁石
    と、少なくともこの永久磁石の着磁方向両端面のうちの
    一方の端面にその一端部を近接若しくは当接させた、少
    なくとも1個の磁性材製のステータと、上記永久磁石に
    基づく磁束が流れる部分に沿って配置された円環状のコ
    イルとを備え、上記永久磁石の着磁方向一端面は直接若
    しくはステータを通じてトーンホイールの被検出部に、
    第一の微小隙間を介して対向しており、上記永久磁石若
    しくはステータの一部で上記トーンホイールの被検出部
    と対向する部分には複数の固定側除肉部が、上記回転側
    除肉部と等ピッチで形成されており、上記永久磁石の着
    磁方向他端面は上記内輪相当部材の表面の一部に、直接
    若しくはステータを通じ、第二の微小隙間を介して対向
    し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。
  3. 【請求項3】 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に於いて、内輪相当部材には、外周
    面の少なくとも一部をこの内輪相当部材と同心の円筒面
    とした磁性材製のナットが固着されており、センサは、
    全周に亙って所定の一方向に着磁された円環状の永久磁
    石と、少なくともこの永久磁石の着磁方向両端面のうち
    の一方の端面にその一端部を近接若しくは当接させた、
    少なくとも1個の磁性材製のステータと、上記永久磁石
    に基づく磁束が流れる部分に沿って配置された円環状の
    コイルとを備え、上記永久磁石の着磁方向一端面は直接
    若しくはステータを通じて上記トーンホイールの被検出
    部に、第一の微小隙間を介して対向しており、上記永久
    磁石若しくはステータの一部で上記トーンホイールの被
    検出部と対向する部分には複数の固定側除肉部が、上記
    回転側除肉部と等ピッチで形成されており、上記永久磁
    石の着磁方向他端面は上記ナットの円筒面に、直接若し
    くはステータを通じ、第二の微小隙間を介して対向して
    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。
  4. 【請求項4】 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に於いて、内輪相当部材は、車輪を
    固定自在なハブと、このハブに外嵌された内輪と、この
    ハブの内端部に設けた雄ねじ部に螺合して上記内輪を軸
    方向に抑え付けるナットとから成るものであり、トーン
    ホイールは、上記内輪の内端部に外嵌固定される小径部
    と、上記ナットの周囲に位置する大径部と、この大径部
    の外端縁と上記小径部の内端縁とを連続させる段部とを
    備え、上記回転側除肉部はこのうちの大径部の少なくと
    も内周面に設けられたものであり、センサは、全周に亙
    って所定の一方向に着磁された円環状の永久磁石と、少
    なくともこの永久磁石の着磁方向両端面のうちの一方の
    端面にその一端部を近接若しくは当接させた、少なくと
    も1個の磁性材製のステータと、上記永久磁石に基づく
    磁束が流れる部分に沿って配置された円環状のコイルと
    を備えて、上記大径部の直径方向内側に設けられてお
    り、上記永久磁石の着磁方向一端面は上記トーンホイー
    ルの一部に、第一の微小隙間を介して磁気的に近接対向
    しており、上記ステータの一端部は上記永久磁石の着磁
    方向他端面に当接若しくは近接し、同じくステータの他
    端部は上記トーンホイールの他部に、第二の微小隙間を
    介して磁気的に近接対向しており、上記トーンホイール
    の一部と他部との少なくとも一方は被検出部であり、上
    記ステータの他端部と上記永久磁石の着磁方向一端面に
    磁気的に通じる部分との少なくとも一方で、上記被検出
    部と対向する部分には複数の固定側除肉部が、回転側除
    肉部と等ピッチで形成され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。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載した回転速度検出装置付
    転がり軸受ユニットに於いて、ステータは1対設けられ
    ており、永久磁石の着磁方向一端面は、ステータを介し
    てトーンホイールの一部に、第一の微小隙間を介して磁
    気的に近接対向し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。
  6. 【請求項6】 請求項4〜5の何れかに記載した回転速
    度検出装置付転がり軸受ユニットに於いて、センサの内
    径は、ナットの外周面に対向する部分では大きく、この
    ナットの外周面から外れた部分では小さい事を特徴とす
    る回転速度検出装置付転がり軸受ユニット。
  7. 【請求項7】 固定側除肉部と回転側除肉部とのピッチ
    が3.9mm以下である、請求項1〜6の何れかに記載し
    た回転速度検出装置付転がり軸受ユニット。
  8. 【請求項8】 永久磁石の着磁方向端面から出てステー
    タ及びトーンホイールを流れる最大磁束密度が1000
    ガウスを越えている、請求項1〜7の何れかに記載した
    回転速度検出装置付転がり軸受ユニット。
  9. 【請求項9】 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に於いて、トーンホイールが円筒状
    であり、センサを構成する永久磁石及びコイルがこのト
    ーンホイールの内径側に位置しており、これら永久磁石
    とコイルとのうちの少なくとも一方の部材の少なくとも
    一部が、上記センサを包埋支持してカバーに内嵌固定さ
    れた合成樹脂から上記トーンホイールの直径方向内側に
    向け、軸方向に突出し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。
  10. 【請求項10】 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に於いて、センサを構成する永久
    磁石とコイルとの少なくとも一方の部材の一部で、トン
    ホイールの被検出部に対向する部分が、合成樹脂により
    覆われていない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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