JPH1183543A

JPH1183543A - エンコーダ付転がり軸受ユニット

Info

Publication number: JPH1183543A
Application number: JP9245640A
Authority: JP
Inventors: Hideo Ouchi; 英男大内
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1997-09-10
Filing date: 1997-09-10
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】小径の転がり軸受ユニットでもエンコーダ５
ａの直径方向に亙る幅寸法を確保し、センサ３７の出力
を確保する。且つ、上記エンコーダ５ａが他の物品にぶ
つかって損傷する事を防止する。【構成】第二のシール手段２４を、第一、第二のシー
ル素子２５、２６により構成する。第二のシール素子２
６を構成する第二の芯金３３の側面に、エンコーダ５ａ
を添着する。このエンコーダ５ａの外周縁は、外輪１７
の内端部の内周面よりも直径方向外方に位置する。そし
て、この外周縁の周囲を、上記第一のシール素子２５を
構成する第一の芯金２７に設けた大径円筒部３２により
覆う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係るエンコーダ付
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、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（ＴＣ
Ｓ）を制御すべく、上記車輪の回転速度を検出する為に
利用する。

【０００２】

【従来の技術】車輪を懸架装置に対して回転自在に支持
すると共に、ＡＢＳやＴＣＳを制御する為に車輪の回転
速度を検出する事が、広く行なわれている。この様な回
転速度を検出するには、車輪と共に回転する部分にエン
コーダを固定したエンコーダ付転がり軸受ユニットと、
回転しない固定部分に支持固定したセンサとを組み合わ
せ、このセンサの検出信号を、上記ＡＢＳやＴＣＳの制
御器に入力する。この様な回転速度検出に利用するエン
コーダ付転がり軸受ユニットを構成するのに、転がり軸
受ユニットに組み付けるシールリングの一部にエンコー
ダを組み込む事が考えられている。この様に、シールリ
ングの一部にエンコーダを組み込む構造の１例として、
米国特許第５４３１４１３号明細書には、図４に示す様
な構造が記載されている。

【０００３】この従来構造は、回転軸１の外周面と支持
部材２の内周面との間の空間３の端部開口を塞ぐシール
手段４に、上記回転軸１の回転速度を検出する為のエン
コーダ５を組み込んだものである。上記シール手段４
は、それぞれが円環状で芯金を含んで構成された、第
一、第二のシール素子６、７を組み合わせて成る。この
うちの第一のシール素子６を構成する第一の芯金８は、
上記支持部材２の一端部に内嵌固定する第一の固定円筒
部９と、この第一の固定円筒部９の一端縁から直径方向
内方に折れ曲がった第一の円輪部１０とを備える。又、
上記第二のシール素子７を構成する第二の芯金１１は、
上記回転軸１の中間部に外嵌固定する第二の固定円筒部
１２と、この第二の固定円筒部１２の一端縁から直径方
向外方に折れ曲がった第二の円輪部１３とを備える。

【０００４】又、上記第一の芯金８の一部で上記第二の
芯金１１に対向する部分には、ゴム、エラストマー等の
弾性材１４を、全周に亙って添着し、この弾性材１４に
設けたシールリップ１５、１５の先端縁を、上記第二の
固定円筒部１２の外周面及び上記第二の円輪部１３の片
面に、全周に亙り摺接させて、上記空間３の端部開口を
塞いでいる。更に、上記第二の円輪部１３のうち、上記
第一の芯金８とは反対側側面には、ゴム磁石製のエンコ
ーダ５を、全周に亙って添着している。このエンコーダ
５は、軸方向（図４の左右方向）に亙って着磁してい
る。着磁方向は、円周方向に亙って交互に、且つ等間隔
で変化させている。従って、上記エンコーダ５の側面に
はＳ極とＮ極とが交互に、且つ等間隔で存在する。

【０００５】図４に示した構造で上記回転軸１の回転速
度を検出するには、上記支持部材２等の固定部分に支持
固定したセンサの検出面を上記エンコーダ５の側面に、
微小隙間を介して対向させる。上記回転軸１と共にこの
エンコーダ５が回転すると、上記センサの検出面の近傍
をＳ極とＮ極とが交互に通過し、それに伴って上記セン
サ内を流れる磁束の向きが変化する。そして、この磁束
の変化に伴って、上記センサに内蔵したホール素子等の
磁気検出素子の信号が変化する。この信号が変化する周
波数は、上記回転軸１の回転速度に比例するので、この
信号を制御器に送れば、上記回転軸１の回転速度を知る
事ができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図４に示す様な構造を
転がり軸受ユニットに組み込んでエンコーダ付転がり軸
受ユニットを構成する場合、センサの出力を十分に確保
するのが難しい場合が考えられる。即ち、このセンサの
出力を確保する為には、エンコーダ５の直径方向に亙る
幅寸法を確保し、このエンコーダ５のＮ極から出て上記
センサ内を流れ、このエンコーダ５のＳ極に戻る磁束の
量を確保する必要がある。この為には、上記エンコーダ
５の直径方向に亙る幅寸法を或る程度確保する必要があ
る。ところが、図４に示した従来構造の場合には、エン
コーダ５を、回転軸１の外周面と支持部材２の内周面と
の間の空間３内に配置している為、小径の転がり軸受ユ
ニットの場合には、上記エンコーダ５の幅寸法を確保す
るのが難しい場合も考えられる。この幅寸法を確保でき
ない場合に上記センサの出力を確保する為には、このセ
ンサの検出面と上記エンコーダの側面との距離を縮める
事が考えられる。ところが、例えば車輪を支持する為の
転がり軸受ユニットの場合、弾性変形等に基づいて上記
距離が変化する為、上記センサとエンコーダとの擦れ合
いを防止する為には、この距離をあまり近づける事はで
きない。本発明はこの様な事情に鑑みて、小径の転がり
軸受ユニットの場合でもエンコーダの幅寸法を確保でき
る構造を実現して、センサの出力を確保すべく発明した
ものである。即ち、本発明は、エンコーダの被検知部の
直径を大きくして着磁幅を大きくし、上記エンコーダか
ら出る磁束の量を多くして、上記距離を同じとした場合
に於ける、上記センサの検出能力を向上させるものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のエンコーダ付転
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、外周面に上記外輪軌道と対向す
る内輪軌道を有し、使用時に車輪と共に回転する内輪
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、上記外輪の内周面と上記内
輪の外周面との間の環状空間の端部開口を塞ぐシール手
段とを備える。このシール手段は、それぞれが円環状で
芯金を含んで構成された、第一、第二のシール素子を組
み合わせて成る。そして、このうちの第一のシール素子
を構成する第一の芯金は、上記外輪の一端部に内嵌固定
する第一の固定円筒部と、この第一の固定円筒部の一端
縁から直径方向内方に折れ曲がった第一の円輪部と、上
記第一の固定円筒部の他端縁から連続し、上記外輪の端
面からこの外輪から離れる方向に突出した、この外輪の
端部の内径よりも大きな内径を有する大径円筒部とを備
える。又、上記第二のシール素子を構成する第二の芯金
は、上記１対の内輪のうちの何れかの内輪の端部に外嵌
固定する第二の固定円筒部と、この第二の固定円筒部の
一端縁から直径方向外方に折れ曲がった第二の円輪部と
を備える。そして、この第二の円輪部は上記外輪の端面
から上記転動体とは逆側に外れた位置に存在すると共
に、上記第二の円輪部の外径は上記外輪の端部の内径よ
りも大きく、上記大径円筒部の内径よりも小さい。又、
上記第二の円輪部の両側面のうち、少なくとも上記転動
体とは反対側の側面には、円周方向に亙る特性が交互に
且つ等間隔で変化する被検出部を備えたエンコーダを設
けている。更に、上記第一、第二の芯金のうちの少なく
とも一方の芯金には弾性材製のシールリップを、全周に
亙って添設しており、このシールリップの先端縁は、当
該シールリップを添設した芯金とは別の芯金に、全周に
亙って摺接させている。

【０００８】

【作用】上述の様に本発明のエンコーダ付転がり軸受ユ
ニットは、エンコーダを、外輪の端面よりも環状空間か
ら突出する方向に外れた部分に設けているので、上記エ
ンコーダの直径方向に亙る幅寸法を、上記環状空間の開
口端部の幅寸法よりも大きくできる。従って、上記エン
コーダと対向するセンサの出力を確保して、車輪等、上
記内輪と共に回転する部材の回転速度検出を精度良く行
なえる。しかも、上記外輪の端面よりも環状空間から突
出したエンコーダの外周縁部の周囲には、第一の芯金に
設けた大径円筒部が存在するので、本発明のエンコーダ
付転がり軸受ユニットの搬送時や懸架装置への組み付け
作業時に、上記エンコーダの外周縁が他の物品にぶつか
る事がない。この為、上記搬送時や組み付け作業時に、
上記エンコーダやこのエンコーダを設置した第二の円輪
部が損傷する事がない。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１〜２は、本発明の実施の形態
の第１例を示している。外輪１７は、懸架装置を構成す
る懸架装置に設けた保持筒部１６に支持固定して、使用
時にも回転しない。この外輪１７の内側には、図示しな
い車軸の端部に外嵌固定して使用時にこの車軸と共に回
転する内輪１８、１８を、回転自在に支持している。上
記外輪１７の内周面には、複列の外輪軌道１９、１９
を、上記各内輪１８、１８の外周面には内輪軌道２０、
２０を、それぞれ設けている。そして、上記複列の外輪
軌道１９、１９と上記各内輪軌道２０、２０との間にそ
れぞれ複数個ずつ転動体２１、２１を、転動自在に設け
ている。尚、図示の例では、各転動体２１、２１として
玉を使用しているが、重量が嵩む自動車用の転がり軸受
ユニットの場合には、これら各転動体としてテーパころ
を使用する場合もある。

【００１０】又、上記外輪１７の両端部内周面と上記各
内輪１８、１８の端部外周面との間には、上記外輪１７
の内周面と上記各内輪１８、１８の外周面との間の環状
空間２２の両端部開口を塞ぐ、第一、第二のシール手段
２３、２４を設けている。これら両シール手段２３、２
４のうち、外側（自動車への組み付け状態で幅方向外側
となる側を言い、図１、３の左側）に設ける第一のシー
ル手段２３は、本発明の特徴とは関係しない。従って、
この第一のシール手段２３は、従来から広く知られてい
る、各種シールリングを使用できる。これに対して、内
側（自動車への組み付け状態で幅方向中央側となる側を
言い、図１、３の右側）に設ける第二のシール手段２４
は、本発明の特徴部分であり、次の様に構成している。

【００１１】上記第二のシール手段２４は、それぞれが
円環状で芯金を含んで構成された、第一、第二のシール
素子２５、２６を組み合わせて成る。これら両シール素
子２５、２６のうち、第一のシール素子２５は、第一の
芯金２７と、ゴム、エラストマー等の弾性材製のシール
リップ２８とから成る、所謂シールリングである。この
シールリップ２８は、上記第一の芯金２７の内周縁部
に、焼き付け、接着等により、全周に亙って添設してい
る。又、上記第一の芯金２７は、ＳＵＳ３０４等の非磁
性金属板を曲げ形成する事により、断面クランク形で全
体を円環状に形成している。この第一の芯金２７は、上
記外輪１７の内端部に締り嵌めにより内嵌固定する第一
の固定円筒部２９と、この第一の固定円筒部２９の外端
縁から直径方向内方に折れ曲がった第一の円輪部３０と
を備える。又、上記第一の固定円筒部２９の内端縁部に
は、この内端縁から直径方向外方に折れ曲がった位置決
め用円輪部３１を形成し、更にこの位置決め用円輪部３
１の外周縁から大径円筒部３２を、上記外輪１７から離
れる方向に突出する状態で連続させている。従って、上
記大径円筒部３２は、上記外輪１７の内端部の内径より
も大きな内径を有する。

【００１２】又、上述の様な第一のシール素子２５を嵌
合固定する上記外輪１７の軸方向（図１の左右方向）寸
法は、前記内輪１８、１８の軸方向寸法との関係で、一
般的な転がり軸受ユニットを構成する外輪よりも短くし
ている。そして、上記外輪１７の内端面１７ａを、内側
の内輪１８の内端面１８ａよりも外側に位置させてい
る。従って、上記内側の内輪１８の内端部の周囲には、
上記外輪１７は存在しない。これに対して、上記外輪１
７の外端面１７ｂと外側の内輪１８の外端面１８ｂと
は、ほぼ同一平面上に位置させている。

【００１３】一方、上記第二のシール素子２６を構成す
る第二の芯金３３は、シールリップを含まない、所謂ス
リンガである。この第二の芯金３３は、ＳＵＳ４３０等
の磁性金属板を曲げ形成する事により、断面Ｌ字形で全
体を円環状に形成している。この第二の芯金３３は、上
記１対の内輪１８、１８のうちの内側の内輪１８の内端
部に締り嵌めにより外嵌固定する第二の固定円筒部３４
と、この第二の固定円筒部３４の内端縁から直径方向外
方に折れ曲がった第二の円輪部３５とを備える。そし
て、この第二の円輪部３５の内側面に、円輪状のエンコ
ーダ５ａを、全周に亙って添設している。図示の例の場
合にこのエンコーダ５ａは、ゴム磁石等の永久磁石で、
軸方向に亙って着磁している。着磁方向は、円周方向に
亙って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５ａの内側面には、Ｓ極とＮ極とを交互
に、且つ等間隔で配置している。尚、上記第二の円輪部
３５及びエンコーダ５ａの外径Ｄ₃₅は、上記外輪１７の
内端部の内径Ｒ₁₇よりも大きく、前記第一の芯金２７を
構成する大径円筒部３２の内径Ｒ₃₂よりも小さい（Ｒ₃₂
＞Ｄ₃₅＞Ｒ₁₇）。

【００１４】前述の様に構成する第一のシール素子２５
と上述の様に構成する第二のシール素子２６とは、それ
ぞれ外輪１７の内端部又は内側の内輪１８の内端部に、
内嵌固定又は外嵌固定して互いに組み合わせ、前記第二
のシール手段２４を構成する。即ち、上記第一のシール
素子２５を、第一の芯金２７に設けた第一の固定円筒部
２９を上記外輪１８の内端部に内嵌すると共に位置決め
用円輪部３１を上記外輪１７の内端面１７ａに突き当て
て、上記外輪１７の内端部の所定位置に固定する。一
方、上記第二のシール素子２６を構成する第二の固定円
筒部３４を、上記内側の内輪１８の内端部に外嵌固定す
る。この状態で、上記第一のシール素子２５を構成する
シールリップ２８が、上記第二の固定円筒部３４の外周
面及び第二の円輪部３５の外側面に、全周に亙って摺接
する。又、上記第二の円輪部３５及びエンコーダ５ａ
は、上記大径円筒部３２の直径方向内側に存在する。言
い換えれば、これら第二の円輪部３５及びエンコーダ５
ａの外周縁は、上記大径円筒部３２により覆われる。

【００１５】上述の様な第二のシール手段２４を含む、
本例のエンコーダ付転がり軸受ユニットにより車輪を回
転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度を検出自
在とする為には、図１に鎖線で示す様に、上記外輪１７
を懸架装置に設けたハウジング１６に内嵌固定すると共
に、前記１対の内輪１８、１８の内側に、図示しない車
軸を挿通する。やはり図示しない車輪は、この車軸に固
定されて、この車軸と共に回転する。上記エンコーダ５
ａと組み合わされて回転速度検出装置を構成するセンサ
３７は、図１に鎖線で示す様に、上記ハウジング１６に
支持固定する。そして、このセンサ３７の先端部に設け
た検出面を、上記エンコーダ５ａの内側面に、微小隙間
を介して対向させる。尚、本例の場合には、上記センサ
３７の外側面と前記大径円筒部３２の先端縁とを当接さ
せている。この状態で上記微小隙間の大きさが適正値に
なる様に、上記大径円筒部３２の軸方向寸法を規制し
て、上記センサ３７の位置決め作業を容易に行なえる様
にしている。従って、上記微小隙間を確実に適性値に規
制して、転がり軸受ユニットに荷重が負荷され、上記外
輪１７及び内輪１８、１８等の弾性変形に基づいて上記
エンコーダ５ａとセンサ３７とが相対変位しても、この
エンコーダ５ａの内側面とセンサ３７の検出面とが接触
する事を確実に防止できる。

【００１６】前述した様な本発明のエンコーダ付転がり
軸受ユニットを含んで構成する、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、図示しない車輪
及び車軸と共に内輪１８、１８が回転し、このうちの内
側の内輪１８に外嵌固定したエンコーダ５ａが回転する
と、上記ハウジング１６に支持固定したセンサ３７の検
出面の近傍を、Ｓ極とＮ極とが交互に通過する。この結
果、上記センサ３７内を流れる磁束の方向が交互に変化
し、このセンサ３７の出力が変化する。この様にセンサ
３７の出力が変化する周波数は、上記車輪の回転速度に
比例するので、このセンサ３７の出力を、ハーネス３８
を介して図示しない制御器に入力すれば、ＡＢＳやＴＣ
Ｓを適正に制御できる。

【００１７】前述の様に構成し、上述の様に使用される
本発明のエンコーダ付転がり軸受ユニットは、上記エン
コーダ５ａを、上記外輪１７の内端面１７ａよりも環状
空間２２から突出する方向に外れた部分に設けているの
で、上記エンコーダ５ａの外周縁を、上記外輪１７の内
端部の内周面よりも直径方向外方に位置させる事ができ
る。そして、上記エンコーダ５ａの直径方向に亙る幅寸
法Ｗ_5aを、上記環状空間３２の内端開口部の幅寸法Ｗ₃₂
よりも大きく（Ｗ_5a＞Ｗ₃₂）できる。従って、上記エン
コーダ５ａの内側面と対向するセンサ３７の出力を確保
して、上記内輪１８と共に回転する車輪の回転速度検出
を精度良く行なえる。

【００１８】しかも、上記外輪１７の内端面１７ａより
も上記環状空間２２から内方に突出した、上記第二の円
輪部３５及びエンコーダ５ａの外周縁部の周囲には、前
記第一の芯金２７に設けた大径円筒部３２が存在するの
で、本発明のエンコーダ付転がり軸受ユニットの搬送時
や懸架装置への組み付け作業時に、上記第二の円輪部３
５及びエンコーダ５ａの外周縁が他の物品にぶつかる事
がない。この為、上記搬送時や組み付け作業時に、上記
エンコーダ５ａやこのエンコーダ５ａを設置した第二の
円輪部３５が損傷する事がない。

【００１９】次に、図３は、本発明の実施の形態の第２
例を示している。本例の場合には、外輪１７の中間部外
周面に取付フランジ３９を設け、この取付フランジ３９
により、上記外輪１７を、懸架装置に設けたハウジング
３６に支持固定している。このハウジング３６の内周面
には、上述した第１例の様な段差が存在しない。従って
本例の場合には、第一の芯金２７に設けた大径円筒部３
２の直径を、上述した第１例の場合よりも大きくでき
る。これに伴って、第二の芯金３３を構成する第二の円
輪部３５及びエンコーダ５ａの外径を大きくして、この
エンコーダ５ａの直径方向に亙る幅寸法を、上述した第
１例の場合よりも大きくできる。その他の構成及び作用
は、上述した第１例の場合と同様であるから、同等部分
には同一符号を付して、重複する説明を省略する。

【００２０】

【発明の効果】本発明のエンコーダ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、小径の
転がり軸受ユニットの場合でも、エンコーダを内蔵した
構造を実現して、しかもセンサの出力を確保し、且つ、
所定位置に組み付ける以前にエンコーダを損傷する事を
有効に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。

【図２】図１のＡ部拡大図。

【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す断面図。

【図４】従来構造の１例を示す部分断面図。

【符号の説明】

１回転軸２支持部材３空間４シール手段５、５ａエンコーダ６第一のシール素子７第二のシール素子８第一の芯金９第一の固定円筒部１０第一の円輪部１１第二の芯金１２第二の固定円筒部１３第二の円輪部１４弾性材１５シールリップ１６保持筒部１７外輪１７ａ内端面１７ｂ外端面１８内輪１８ａ内端面１８ｂ外端面１９外輪軌道２０内輪軌道２１転動体２２環状空間２３第一のシール手段２４第二のシール手段２５第一のシール素子２６第二のシール素子２７第一の芯金２８シールリップ２９第一の固定円筒部３０第一の円輪部３１位置決め用円輪部３２大径円筒部３３第二の芯金３４第二の固定円筒部３５第二の円輪部３６ハウジング３７センサ３８ハーネス３９取付フランジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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、外周面に上記外輪軌道と対向する内輪
軌道を有し、使用時に車輪と共に回転する内輪と、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、上記外輪の内周面と上記内輪の外周
面との間の環状空間の端部開口を塞ぐシール手段とを備
え、このシール手段は、それぞれが円環状で芯金を含ん
で構成された、第一、第二のシール素子を組み合わせて
成るものであり、このうちの第一のシール素子を構成す
る第一の芯金は、上記外輪の一端部に内嵌固定する第一
の固定円筒部と、この第一の固定円筒部の一端縁から直
径方向内方に折れ曲がった第一の円輪部と、上記第一の
固定円筒部の他端縁から連続し、上記外輪の端面からこ
の外輪から離れる方向に突出した、この外輪の端部の内
径よりも大きな内径を有する大径円筒部とを備えたもの
であり、上記第二のシール素子を構成する第二の芯金
は、上記１対の内輪のうちの何れかの内輪の端部に外嵌
固定する第二の固定円筒部と、この第二の固定円筒部の
一端縁から直径方向外方に折れ曲がった第二の円輪部と
を備え、この第二の円輪部は上記外輪の端面から上記転
動体とは逆側に外れた位置に存在すると共に、上記第二
の円輪部の外径は上記外輪の端部の内径よりも大きく、
上記大径円筒部の内径よりも小さく、上記第二の円輪部
の両側面のうち、少なくとも上記転動体とは反対側の側
面には、円周方向に亙る特性が交互に且つ等間隔で変化
する被検出部を備えたエンコーダを設けており、上記第
一、第二の芯金のうちの少なくとも一方の芯金には弾性
材製のシールリップを、全周に亙って添設しており、こ
のシールリップの先端縁は、当該シールリップを添設し
た芯金とは別の芯金に、全周に亙って摺接させているエ
ンコーダ付転がり軸受ユニット。