KR20050098290A

KR20050098290A - 센서 조립체, 시일 장치 및 차량용 구름 베어링 장치

Info

Publication number: KR20050098290A
Application number: KR1020057014235A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 이노우에; ??이치 마츠이; 요시후미 시게; 미노루 센토쿠; 가츠라 고야기
Original assignee: 고요 세이코 가부시키가이샤
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2004-02-03
Publication date: 2005-10-11
Also published as: US20060228060A1; US7336067B2; WO2004070221A1; EP1591684A1

Abstract

내륜 부재 및 외륜 부재의 각 궤도면 사이에 볼이 개재되고, 내륜 부재 및 외륜 부재의 숄더부 사이에 시일 장치가 마련되어 있다. 상기 시일 장치는 외륜 부재에 고정되는 외륜측 시일 링과, 내륜 부재에 고정되는 내륜측 시일 링을 구비한다. 내륜측 시일 링의 환상 코어 메탈에 펄서 링이 고정된다. 외륜측 시일 링의 환상 코어 메탈의 외경측에서, 자기 센서가 외측 부재에 의해 수지로 몰드되어 일체화된다. 외측 부재에는 자기 센서에 접속된 커넥터가 연속되어 형성되어 있다.

Description

센서 조립체, 시일 장치 및 차량용 구름 베어링 장치{SENSOR ASSEMBLY, SEALING DEVICE, AND ROLLING BEARING APPARATUS FOR VEHICLES}

본 발명은 자동차 등의 차량의 차축을 차체에 회전 가능하게 지지하는 차량용 구름 베어링 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 차량용 구름 베어링 장치에 내장되는 센서 조립체 및 시일 장치에 관한 것이다.

종래, 자동차의 차축을 차체에 대하여 회전 가능하게 지지하는 베어링 장치에 있어서, ABS(anti-lock brake system) 등에 이용되는 회전 검출기를 구비한 것이 있다(예컨대, 일본 특허 공개 평8-43411호 참조). 그러한 베어링 장치의 경우, 외측에서 차축에 끼워져서 회전륜으로서 기능하는 내륜과, 차체에 고정되어 고정륜으로서 기능하는 외륜의 각 궤도면 사이에는 롤링 부재가 개재되고, 내륜과 외륜 사이의 간극은 시일 장치로 밀봉되어 있다. 회전 검출기는 회전륜을 구성하는 내륜에 고정된 펄서 링의 자계 변화를 센서로 검출하고, 그 검출 신호를 와이어 하네스를 통해 차체의 전자 회로에 송신하는 구성으로 되어 있다.

일반적으로, 센서는 너클에 고정되며, 전자 회로는 차체에 마련되어 있다. 따라서, 주행 중에 차체의 흔들림에 대항하여 너클이 댐퍼에 접속되어 있으므로, 차체의 진동은 너클에 전달되지 않는다. 이에 따라, 차체에 마련된 전자 회로는 차체의 흔들림에 의해 진동하지만, 너클에 고정된 센서는 차체의 진동에 영향을 받지 않는다. 이 점으로부터, 센서와 전자 회로를 연결하는 와이어 하네스가 차체의 진동에 의해서 단선될 우려가 있다.

또한, 최근의 ABS용 센서는 공간 절약을 위해, 베어링 장치에 끼워맞춘 시일 팩(seal pack)인 시일 장치에 내장되어 있다. 이 때문에, 와이어 하네스가 단선되어 ABS 센서가 이상 상태가 되면, 베어링 장치를 포함하는 허브 유닛 전체를 교환할 필요가 있어, 정비 작업에 시간이 걸리고, 비용도 비싸진다는 문제가 있었다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 구름 베어링 장치의 단면도이다.

도 2는 도 1의 주요부 확대 단면도이다.

도 3은 도 2의 시일 장치 부분의 확대 단면도이다.

도 4a는 시일 장치의 정면측 사시도이다.

도 4b는 시일 장치의 배면측 사시도이다.

도 5a는 자기 센서를 구성하는 2개의 자기 검출부 중 한 쪽의 신호 파형도이다.

도 5b는 자기 센서를 구성하는 2개의 자기 검출부 중 다른 쪽의 신호 파형도이다.

도 6은 자기 센서의 설명도이다.

도 7은 너클의 부분 사시도이다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 구름 베어링 장치의 주요부를 확대하여 도시하는 단면도이다.

도 9는 도 8의 시일 장치의 부분 사시도이다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 외륜 부재 및 너클의 부분 사시도이다.

도 11은 변형예에 따른 외륜 부재 및 너클의 부분 사시도이다.

도 12는 외륜측 시일 링을 정면측에서 본 사시도이다.

도 13은 구름 베어링 장치로부터 외륜측 시일 링을 제거할 때의 상황을 도시하는 측면도이다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 구름 베어링 장치를 도시하는 단면도이다.

도 15는 도 14의 차량용 구름 베어링 장치에 사용되는 외륜측 시일 링을 정면측에서 본 사시도이다.

본 발명에 따른 센서 조립체는, 시일 링과, 상기 시일 링에 일체로 마련되는 센서와, 상기 센서를 수지로 몰드하여 상기 센서와 시일 링을 일체화시키는 외측 부재와, 일단부가 상기 외측 부재에 연속되어 형성되고, 또한 타단부가 와이어 하네스측 커넥터에 착탈 가능하게 접속되도록 구성되는 센서측 커넥터를 포함한다.

바람직하게는, 상기 센서측 커넥터의 타단부는 반경 방향으로 외측을 향해 연장되도록 설치되어 있다.

바람직하게는, 상기 센서는 자기 센서이며, 상기 시일 링은 비자성재로 이루어지는 외륜측 시일 링이고, 상기 자기 센서는 상기 외륜측 시일 링의 외주측에 배치되어 있다.

본 발명의 시일 장치는, 외륜 부재에 고정되고 비자성재로 이루어지는 외륜측 시일 링과, 내륜 부재에 고정되는 내륜측 시일 링과, 상기 외륜측 시일 링의 외주측에 마련되는 자기 센서와, 상기 자기 센서와 함께 회전 검출기를 구성하는 동시에, 상기 내륜측 시일 링에서 상기 자기 센서에 대해 반경 방향으로 대향하는 위치에 일체로 마련되는 자성재 링과, 상기 자기 센서를 수지로 몰드하여 상기 자기 센서와 상기 외륜측 시일 링을 일체화시키는 외측 부재와, 일단부가 상기 외측 부재에 연속되어 형성되고, 타단부가 와이어 하네스측 커넥터에 착탈 가능하게 접속되도록 구성된 센서측 커넥터를 포함한다.

바람직하게는, 상기 자성재 링은 원주 방향으로 N극과 S극이 교대로 소정 피치로 자화된 펄서 링이다.

본 발명의 차량용 구름 베어링 장치는, 차체측에 고정되는 외륜 부재와, 상기 외륜 부재와 동심으로 배치되는 내륜 부재와, 상기 외륜 부재와 상기 내륜 부재 사이에 회전 가능하게 배치되는 복수의 롤링 부재와, 상기 외륜 부재에 고정되는 외륜측 시일 링과, 상기 외륜측 시일 링과 함께 시일 장치를 구성하며 또한 상기 내륜 부재에 고정되는 내륜측 시일 링과, 상기 외륜측 시일 링에 일체로 마련되는 자기 센서와, 상기 자기 센서를 수지로 몰드하여 상기 자기 센서와 외륜측 시일 링을 일체화시키는 외측 부재와, 일단부가 상기 외측 부재에 연속되어 설치되고, 타단부가 와이어 하네스측 커넥터에 착탈 가능하게 접속되도록 구성된 센서측 커넥터와, 상기 자기 센서와 함께 회전 검출기를 구성하며 상기 내륜측 시일 링측에 고정되는 펄서 링을 포함한다.

바람직하게는, 상기 센서측 커넥터의 타단부는 반경 방향으로 외측을 향해 연장되도록 배치되어 있다.

회전 검출기로서는, 예컨대 자속의 변화에 따라 출력을 변화시키는 액티브형 검출기가 이용되며, 자성재 링으로는 펄서 링을 포함하고, 자기 센서로는 원주 방향으로 서로 떨어져 배치된 2개의 자기 검출부로 구성되는 자기 센서를 포함한다.

본 발명의 차량용 구름 베어링 장치에 따르면, 자기 센서 및 자성재 링으로 이루어지는 회전 검출기가 시일 장치에 일체화되고, 또한 자기 센서에 접속된 센서측 커넥터가 자기 센서를 몰드하는 수지제 외측 부재에 연속되어 형성됨으로써, 시일 장치, 회전 검출기 및 센서측 커넥터가 일체화되어 있다.

자기 센서와 차체의 전자 회로를 접속시키는 와이어 하네스는 일단이 전자 회로에 접속되어 있고, 타단에 자기 센서에 일체화된 센서측 커넥터에 대하여 착탈 가능한 와이어 하네스측 커넥터를 구비하며, 이 와이어 하네스측 커넥터를 자기 센서에 일체화된 센서측 커넥터에 접속함으로써, 전자 회로가 자기 센서에 접속된다. 이와 같이, 와이어 하네스를, 시일 장치, 회전 검출기 및 센서측 커넥터로 이루어지는 일체물로부터 분리함으로써, 주행 중에 차체의 흔들림에 의해서 와이어 하네스가 단선된 경우에, 와이어 하네스만을 센서측 커넥터 부분으로부터 용이하게 제거하여 교환할 수 있어, 정비를 간단하고도 저렴하게 할 수 있다.

와이어 하네스를, 시일 장치, 회전 검출기 및 센서측 커넥터로 이루어지는 일체물로부터 분리함으로써, 시일 장치, 회전 검출기 및 센서측 커넥터로 이루어지는 일체물을 베어링 장치에 장착한 상태에서 그 베어링 장치를 너클에 고정할 때, 고정 작업에 방해가 되는 와이어 하네스가 없어, 차량 탑재성이 향상된다.

외륜측 시일 링에 수지제 외측 부재에 의해 몰드된 자기 센서가 마련되어 있고, 또한 내륜측 시일 링에 자성재 링이 마련되어 있어, 자기 센서 및 자성재 링이 시일 장치에 일체화됨으로써, 회전 검출기를 더욱 컴팩트하게 할 수 있다.

명세서에 첨부한 도면은 본 발명의 실시예를 예시하는 데에 일조한다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 구름 베어링 장치를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 차량용 구름 베어링 장치(1)는 자동차의 구동륜측에 이용되고 있다. 도 1에 있어서, 도면의 좌측이 차량의 외측, 우측이 차량의 내측이 된다. 구름 베어링 장치(1)는 구동륜용이지만, 종동륜용으로도 사용될 수 있다.

외륜 부재(2)는 고정륜으로서 그 외주면에 형성된 플랜지부(21)가 볼트(10)를 통해 너클(9)에 고정되며, 이로써 외륜 부재(2)는 차체에 회전 불가능하게 지지된다. 외륜 부재(2)의 내주면에는 축선 방향으로 2개의 외륜 궤도면이 형성되어 있다. 내륜 부재(3)는 회전륜으로서, 허브 휠(31)과, 내륜(32)으로 구성된다. 허브 휠(31)과 내륜(32)은 롤링 부재(4, 5)를 통해 외륜 부재(2)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있는데, 상기 롤링 부재는 각각 스냅 케이지(snap cage; 6) 내에 원주 방향으로 등거리에 배치된 각 열의 볼로 이루어진다. 허브 휠(31)의 차량 외측의 외주면에는 반경 방향으로 외측을 향하는 플랜지부(34)가 일체로 형성되어 있다. 플랜지부(34)에는 브레이크 디스크 로터 및 타이어 휠이 부착되고, 타이어 휠에 차륜이 장착되어 있다.

허브 휠(31)의 플랜지부(34)보다 차량 내측의 외주면은, 한쪽 열의 롤링 부재(4)의 내륜 궤도면으로서 이용된다. 허브 휠(31)의 차량 외측에는 원통형 소직경부(31a)가 형성되고, 이 소직경부(31a)의 외주면에 내륜(32)이 외측에서 끼워진다. 내륜(32)의 외주면은 다른 쪽 열의 롤링 부재(5)의 내륜 궤도면으로서 이용된다. 내륜(32)의 차량 내측 가장자리면에는 허브 휠(31)의 소직경부(31a)의 반경 방향으로 외측을 향해 변형된 가장자리부가 고정되어 있다.

등속 조인트의 사발형 외륜 부재(12)에는 축부(13)가 일체로 형성되어 있다. 축부(13)는 허브 휠(31)의 중심 구멍에 스플라인을 통해 삽입되어 있다. 너트(14)는 축부(13)의 차량 외측 가장자리부에 나사 체결되어, 허브 휠(31)의 오목부(33)의 단부면에 대하여 고정되어 있다. 그러한 구성에 의해, 양 열의 롤링 부재(4, 5)에 대하여 필요한 예압이 인가되는 동시에, 사발형 외륜 부재(12)가 허브 휠(31)에 일체화되어 함께 일체로 회전한다.

시일 장치(7, 8) 각각은 차량 외측과 차량 내측에서 외륜 부재(2)와 내륜 부재(3) 사이의 환형 베어링 공간(11)을 축선 방향 양측으로부터 밀봉하고 있다. 이러한 구성에 의해, 시일 장치(7, 8)는 환형 베어링 공간(11) 내의 윤활제가 외부로 누설되는 것을 방지하는 동시에, 외부로부터 진흙, 물 등이 침입하는 것을 방지한다. 시일 장치(7)는, 예컨대 외륜 부재(2)에 안쪽에서 끼워진 환상 코어 메탈(도시 생략)에 허브 휠(31)과 미끄럼 접촉하는 고무 립(도시 생략)을 접착하여 구성된다.

도 3을 참조하면, 시일 장치(8)는 센서 조립체의 구성 요소 중 하나인 외륜측 시일 링(81)과, 내륜측 시일 링(82)을 조합하여 구성된다. 센서 조립체는 외륜측 시일 링(81)과, 자기 센서(15)와, 외측 부재(17) 등에 의해 구성된다.

외륜측 시일 링(81)은 외륜 부재(2) 측에 부착되는 것으로, 환상 코어 메탈(83)과, 이 환상 코어 메탈(83)에 피착되는 메인 립(84) 및 보조 립(85)으로 구성된다. 환상 코어 메탈(83)은 축선 방향으로 연장되는 원통부(83a)와, 이 원통부(83a)의 축선 방향 내측 가장자리측으로부터 반경 방향으로 내측을 향해 연장되는 환상 판부(83b)를 포함한다. 환상 코어 메탈(83)은 비자성재 링으로서, 예컨대 비자성 스테인리스강 등의 비자성재로 형성되어 있다.

내륜측 시일 링(82)은 내륜(32)측에 부착되는 것으로, 환상 코어 메탈(86)과, 이 환상 코어 메탈(86)에 피착되는 축선 방향 립(87) 및 반경 방향 립(88)으로 구성된다. 환상 코어 메탈(86)은 축선 방향으로 연장되어 원통부(83a)와 반경 방향으로 대향하는 원통부(86a)와, 이 원통부(86a)의 축선 방향 외측 가장자리측에서 반경 방향으로 외측을 향해 연장되는 환상 판부(83b)와, 축선 방향에서 대향하는 환상 판부(86b)를 포함한다. 각 립(84, 85, 87, 88)은, 예컨대 니트릴 부타디엔 고무(NBR) 등의 고무로 구성되어, 환상 코어 메탈(83, 86)에 부착하도록 가황 처리된다.

외륜측 시일 링(81)에는 내륜 부재의 회전 상태를 검출하는 자기 센서(15)가 일체로 합체되고, 내륜측 시일 링(82)에는 자성재 링을 구성하는 펄서 링(16)이 각각 일체로 합체되어 있다. 자기 센서(15)와 펄서 링(16)으로 내륜(32)의 회전을 검출하는 회전 검출기가 구성된다.

자기 센서(15)는 외륜측 시일 링(81)의 환상 코어 메탈(83)에서 원통부(83a)의 외주면 상에 비접촉식으로 장착되고, 원통부(83a)의 외경에 자기 센서(15)를 수지로 몰드하는 외측 부재(17)를 일체 성형(인서트 성형)함으로써 마련되어 있다. 외측 부재(17)는 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리아미드(PA) 등의 엔지니어링 플라스틱으로 형성된다.

도 2를 참조하면, 외측 부재(17)에는 센서측 커넥터(20)가 일체로 몰드되어 있다. 센서측 커넥터(20)는 그 일단부가 외측 부재(17)에 배치되고, 그 타단부가 외경 방향으로 연장되어, 차체의 전자 회로에 접속된 와이어 하네스측 커넥터(도시 생략)에 착탈 가능하게 접속되도록 구성되어 있다. 센서측 커넥터(20)는 바람직하게는 PPS, PBT, PA 등의 엔지니어링 플라스틱으로 형성된다. 센서측 커넥터(20) 내의 타단부에 있는 오목부(29a)의 저면으로부터는, 와이어 하네스측 커넥터와의 접속을 위한 핀(19)이 돌출되어 있고, 자기 센서(15)와 핀(19)은 신호선(18)에 의해 접속되어 있다.

외측 부재(17)에는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 외륜 부재(2)의 축선 방향 단부면(2b)과 접촉하는 환상의 외륜 부재 접촉면(17a)이 형성되어 있다. 센서측 커넥터(20)의 외주에는 와이어 하네스측 커넥터와의 상호 로킹을 위한 갈고리가 마련되어 있어도 좋다.

자기 센서(15)는 원주 방향으로 서로 떨어져 배치되고 홀 소자나 자기 저항 소자 등으로 이루어지는 2개의 자기 검출부로 구성되며, 회전 각도 외에 회전 방향을 검출할 수 있는 센서이다. 2개의 자기 검출부의 검출 신호 간의 회전 위상 관계는, 한 쪽의 자기 검출부가 도 5a에 도시된 제1 직사각형파 신호를 출력하면, 다른 쪽의 자기 검출부는 제1 직사각형파 신호의 위상으로부터 90도만큼 위상이 변위된 도 5b에 도시된 제2 직사각형파 신호를 출력하도록 된다. 각각의 자기 검출부가 출력하는 양 검출 신호 사이에서의 위상의 진행이나 지연을 기초로 하여, 내륜(3)의 회전 방향이 우측인지 좌측인지가 결정된다.

자기 센서(15)에서의 자기 검출부로서는, 도 6에 도시된 바와 같이, 2개의 홀 소자(22)가 매입된 홀 IC가 사용되는 것이 바람직하다. 즉, 2개의 홀 소자(22)는 펄서 링(16)의 자화 피치(??)에 대하여 각각의 홀 소자로부터의 출력 간의 위상차가 90도가 되도록 λ/4의 간격으로 배치됨으로써, 회전 방향을 검출할 수 있게 된다. 자화 피치(λ)는 N극과 S극의 전체 자화 길이이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 펄서 링(16)은 자성 분말을 함유하는 고무를 가황 처리하여 몰딩함으로써 형성되는 것으로, 예컨대 원주 방향으로 N극과 S극이 교대로 배치되는 형태로 자화되어 있다. 펄서 링(16)은 내륜측 시일 링(82)의 환상 코어 메탈(86)에서의 환상 판부(86b)의 내측면에 고정되어 있다. 자기 센서(15)는 펄서 링(16)의 자계 변화를 검출할 수 있는 위치에 고정되어 있다. 한편, 자기 센서(15)의 감지 방향(내경 방향)과, 펄서 링(16)의 자화 방향(축선 방향)은 서로 직교하고 있다.

시일 장치(8)는, 자기 센서(15)가 합체된 외륜측 시일 링(81)에 관하여 외측 부재(17)가 외륜 부재(2)의 내주면의 숄더부(2a)에 대해 압입되고, 펄서 링(16)이 장착된 내륜측 시일 링(82)에 관하여 환상 코어 메탈(86)이 내륜(32)의 외주면의 숄더부(32a)에 대해 압입되도록 구성되어 있다. 이로써, 시일 장치(8)는 외륜 부재(2)와 내륜(3)에 대하여 타이트하게 부착된다. 시일 장치(8)는 외륜 접촉면(17a)이 외륜 부재(2)의 축선 방향 단부면(2b)과 접촉하도록 위치 결정된다.

이상의 구성을 갖춘 구름 베어링 장치(1)에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 외륜 부재(2)의 차량 내측 가장자리부는 너클(9)에 안쪽에서 끼워지고, 외륜 부재(2)의 플랜지부(21)는 너클(9)에 볼트(10)로 고정된다. 너클(9)은 원통 형상으로 형성되어 있고, 도 1, 도 2, 특히, 도 7에 도시된 바와 같이, 차량 외측에 센서측 커넥터(20)가 삽입 관통되는 노치부(91)가 형성되어 있다. 구름 베어링 장치(1)는 센서측 커넥터(20)가 노치부(91)에 삽입된 상태로 너클(9)에 고정된다.

도 2를 참조하면, 차체의 전자 회로에 접속되는 와이어 하네스의 선단에는 와이어 하네스측 커넥터가 마련되어 있다. 센서측 커넥터(20)는 이 와이어 하네스측 커넥터에 착탈 가능하게 접속되어 있다. 와이어 하네스측 커넥터가 센서측 커넥터(20)에 접속되므로, 자기 센서(15)는 센서측 커넥터(20) 및 와이어 하네스측 커넥터와의 접속을 통해 차체의 전자 회로에 접속된다.

전술한 구름 베어링 장치(1)에 따르면, 외륜 부재(2)가 회전 불가능하게 너클(9)에 고정된 상태에서 내륜 부재(3)가 회전될 때에, 내륜 부재(3)와 일체로 회전하는 펄서 링(16)의 각 자극은 자기 센서(15)의 각 자기 검출부에 대하여 순차적으로 대향하게 된다. 이 때, 자기 센서(15)의 각 자기 검출부에 대하여 대향하는 펄서 링(16)의 위치가 순차적으로 변화되기 때문에, 펄서 링(16)으로부터 발생되는 자속의 방향이 교대로 변하여, 자기 센서(15)로부터 제1 및 제2 직사각형파 신호가 출력된다. 이들 각 직사각형파 신호의 파형 주기는 펄서 링(16)의 회전 위상 및 회전 속도에 따라서 변화된다. 각 직사각형파 신호의 파형을 처리함으로써, 내륜 부재(3)의 회전 위상, 회전 속도, 회전수, 회전 방향 등이 결정된다.

전술한 구름 베어링 장치(1)에 따르면, 와이어 하네스는 시일 장치(8), 자기 센서(15), 펄서 링(16) 및 센서측 커넥터(20)로 구성되는 일체물로부터 분리되어 있다. 이 분리로 인해, 주행 중에 차체의 흔들림에 의해서 와이어 하네스가 단선되는 경우, 와이어 하네스측 커넥터를 센서측 커넥터로부터 용이하게 제거하여 와이어 하네스를 교환할 수 있음으로써, 정비를 용이하고 저렴하게 행할 수 있다.

와이어 하네스가 시일 장치(8), 자기 센서(15), 펄서 링(16) 및 센서측 커넥터(20)로 구성되는 일체물로부터 분리되어 있기 때문에, 그 일체물을 구름 베어링 장치(1)에 끼운 상태로 구름 베어링 장치(1)를 너클(9)에 고정할 때, 그 고정 작업의 방해가 되는 와이어 하네스가 없어, 차량 탑재성이 향상된다.

내륜측 시일 링(82)의 환상 코어 메탈(86)에 펄서 링(16)이 마련되고, 외륜측 시일 링(81)의 환상 코어 메탈(83)에 자기 센서(15)가 마련됨으로써, 펄서 링(16) 및 자기 센서(15)가 시일 장치(8)에 일체화된다. 이 일체화 구성에 따르면, 회전 검출기를 컴팩트하게 할 수 있어, 구동륜측과 같이 작은 공간에서도 용이하게 장착할 수 있다.

도 3을 참조하면, 펄서 링(16)은 내륜측 시일 링(82)의 환상 코어 메탈(86)에 고정되고, 또한 자기 센서(15)는 외륜측 시일 링(81)의 환상 코어 메탈(83)에 일체화되도록 외측 부재(17)에 의해 수지로 몰드되므로, 펄서 링(16) 및 자기 센서(15)의 밀봉 성능이 향상된다. 그러한 구성은 구름 베어링 장치의 먼지에 대한 내성을 향상시킨다.

자기 센서(15)의 신호선(18)이 외측 부재(17)에 의해 수지로 몰드되어 있으므로, 자기 센서(15)와 신호선(18) 사이의 접속부가 보강되어, 신호선(18)의 단선을 방지할 수 있다. 더구나, 와이어 하네스가, 시일 장치(8), 자기 센서(15), 펄서 링(16) 및 센서측 커넥터(20)에 의해 구성되는 일체물로부터 분리되어 있으므로, 외측 부재(17)에 와이어 하네스의 중량이 가해지지 않음으로써, 커넥터(20)에 와이어 하네스를 부착하는 동안, 강도 부족으로 인해 외측 부재(17)의 시일 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

외륜측 시일 링(81)의 자기 센서(15)를 수지로 몰드하는 외측 부재(17)에 센서측 커넥터(20)가 일체로 형성되어 있어, 절연성 및 진동에 대한 내성이 우수하며, 또한 비용을 낮출 수 있다.

센서측 커넥터(20)가, 너클(9)의 차량 외측에 형성된 노치부(91)에 삽입되어 있어, 종래 기술과 같이, 너클(9)의 축선 방향 중간 지점에 관통 구멍을 형성할 필요가 없다. 이 때문에, 너클(9)의 강도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 더구나, 센서측 커넥터(20)가 일체로 형성된 시일 장치(8)를 구름 베어링 장치(1)에 설치한 상태로 외경 방향으로 돌출된 센서측 커넥터(20)를 차량 외측으로부터 노치부(91; 도 1 및 도 7)에 끼워 맞추기 때문에, 구름 베어링 장치(1)를 용이하게 너클(9)에 고정할 수 있다.

자기 센서(15)가 외측 부재(17)에 의해 몰드되어 외륜측 시일 링(81)과 일체로 형성되어 있으므로, 자기 센서(15)가 외부 환경으로부터 보호됨으로써, 신뢰성이 향상된다.

본 발명의 다른 실시예를 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.

본 실시예의 구름 베어링 장치에 따르면, 외륜 부재(2) 및 너클(9)에, 커넥터(20)가 관통되는 U자형, V자형 또는 이들과 유사한 형상의 노치(22, 91)가 각각 형성되어 있다. 외륜 부재(2)의 축선 방향 가장자리부는 내륜 부재(3)의 축선 방향 가장자리부[허브 휠(31)의 원통형 소직경부(31a)의 축선 방향 가장자리면]보다 차량 내측으로 더 연장되는 방식으로 설치되어 있다. 노치(22)는 외륜 부재(2)의 차량 내측의 연장 가장자리부에 형성되어 있다.

차량 내측의 시일 장치(8)에 있어서, 시일 링(81, 82)이 조립된 상태로, 외륜측 시일 링(81)에 관하여 외측 부재(17)는 외륜 부재(2)의 내주면의 숄더부(2a)에 대해 압입되고, 내륜측 시일 링(82)에 관하여 환상 코어 메탈(86)은 내륜(32)의 외주면의 숄더부(32a)에 대해 압입되어 있다. 이로써, 시일 장치(8)는 외륜 부재(2)와 내륜(32)에 대하여 타이트하게 부착된다. 센서측 커넥터(20)는 외측 부재(17)로부터 반경 방향으로 외측을 향해 연장되어 있고, 이 센서측 커넥터(20)는 외륜 부재(2)의 노치(22)에 삽입되어 위치 결정된다.

다음에, 이 실시예에 따른 구름 베어링 장치(1)에 있어서, 외륜 부재(2)의 차량 내측 가장자리부는 차량 외측으로부터 너클(9)에 안쪽에서 끼워지고, 외륜 부재(2)의 플랜지부(21)는 너클(9)에 볼트(10)로 고정된다. 너클(9)은 원통 형상으로 형성되어, 차량 외측에 센서측 커넥터(20)가 삽입되는 노치부(91)가 형성되어 있고, 센서측 커넥터(20)가 노치부(91)에 삽입되는 상태로 구름 베어링 장치(1)가 너클(9)에 고정된다. 이와 같이 구성된 구름 베어링 장치(1)에 있어서도, 도 1 내지 도 7에 도시한 실시예와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

외륜 부재(2)의 축선 방향 가장자리부는 내륜 부재(3)의 축선 방향 가장자리부보다 차량 내측으로 더 연장되는 방식으로 배치되어 있으며, 외측 부재(17)가 외륜 부재(2)의 숄더부(2a)에 압입된 상태에서, 숄더부(2a)에 접촉하는 외측 부재(17)의 외주면(17b)의 면적이 커진다. 이에 따라, 외측 부재(17)의 숄더부(2a)에 대한 압입 강도가 향상된다.

외측 부재(17)는 도 9에 도시된 바와 같이, 그 원주 방향 전부에 외주면(17b)의 축선 방향 폭을 크게 하는 것이 아니라, 센서측 커넥터(20)의 부분만을 축선 방향으로 폭 넓게 하도록 구성되어도 좋다.

도 8 내지 도 10에 도시한 이 실시예에 따른 구름 베어링 장치의 변형예를 도 11에 도시한다. 도 11은 변형예에 따른 외륜 부재(2) 및 너클(9)의 부분 사시도이다. 이 변형예는 너클(9)의 차량 외측이, 지지 플랜지(21)에 대한 고정부(93) 이외에는 차량 내측을 향해 후퇴되어 공간(92)을 남겨 둔 형상을 하도록 구성되어 있다. 센서측 커넥터(20)를 외륜 부재(2)의 노치(22) 및 너클(9)의 공간(92)을 관통시킴으로써, 센서측 커넥터(20)에 방해 받는 일없이 구름 베어링 장치(1)를 너클(9)에 고정할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예를 도시하는 도 12 및 도 13에서 알 수 있는 바와 같이, 자기 센서(15)가 일체화되어 있는 외륜측 시일 링(81)은 제거 지그(40)를 이용하여 간단하게 제거할 수 있도록 구성되어 있다. 제거 지그(40)는 원형의 본체(41)와, 본체(41)의 외주 가장자리에서 180도로 서로 대향한 상부 및 하부 위치에 고정되는 한쌍의 아암(42, 42)과, 본체(41)의 중심을 관통하여 나사 체결되는 나사축(43)을 구비한다. 아암(42)은 본체(41)에 고정되는 고정 링크(42a)와, 고정 링크(42a)의 선단에 조인트를 통해 굴곡 가능하게 부착되는 가동 링크(42b)를 구비한다. 가동 링크(42b)의 선단에는 갈고리(42c)가 마련되어 있다. 나사축(43)의 일단에는 허브 휠(31)의 차량 내측의 단부면과 접촉하는 원형의 받침판(43a)이 일체로 마련되어 있다. 나사축(43)의 타단에는 회전 조작 손잡이(43b)가 일체로 마련되어 있다.

외륜측 시일 링(81)의 외측 부재(17)에서의 플랜지부(17a)의 원주상 여러 지점(예컨대, 원주 방향으로 등거리에 배치된 4개의 지점)에 제거 지그(40)의 갈고리(42c)가 걸리는 걸림부로서의 노치(17b)가 마련되어 있다.

이하, 외륜측 시일 링(81)을 제거하는 절차를 설명하기로 한다. 외륜측 시일 링(81)을 외륜 부재(2)의 내주면의 숄더부에 대해 부착한 상태에서, 노치(17b)와, 외륜 부재(2)의 차량 내측 가장자리부 사이에는 오목부가 생긴다. 도 13에 도시된 바와 같이, 제거 지그(40)의 받침판(43a)을 허브 휠(31)의 차량 내측의 단부면에 대하여 접촉시킨 상태로, 전술한 오목부에 제거 지그(40)의 아암(42, 42)의 선단의 갈고리(42c, 42c)를 걸고, 나사축(43)을 돌린다. 이로써, 본체(41) 및 아암(42, 42)이 회전되어, 본체(41)와 함께 외륜측 시일 링(81)이 인출되어 외륜 부재(2)로부터 제거된다.

전술한 바와 같이, 외륜측 시일 링(81)을 제거 지그(40)를 이용하여 간단히 제거할 수 있기 때문에, 외륜측 시일 링(81)과 일체화된 자기 센서(15)가 고장나더라도, 신속하고 간단하게 교환할 수 있다.

한편, 자기 센서(15)가 일체화되어 있는 외륜측 시일 링(81)에 대해서는, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 센서측 커넥터(20)를 마련하지 않고 외측 부재(17) 내에 와이어 하네스(21)를 매립하여, 이 와이어 하네스(21)의 신호선(21a)을 자기 센서(15)에 직접 접속한 타입도 있다. 한편, 외측 부재(17)의 소정의 원주 위치에는 와이어 하네스(21)의 굴곡을 방지하기 위한 돌출부(17c)가 반경 방향 경사 외향으로 돌출한 상태로 마련되어 있다. 또한, 이러한 타입의 외륜측 시일 링(81)도, 외측 부재(17)에 노치(17b)가 설치되는 점은 전술한 실시예와 동일하다.

본 발명은 시일 기능을 갖지 않는 회전 검출기도 포함할 수 있다. 예컨대, 도면에 도시하지는 않지만, 외륜측 시일 링(81)에 관하여 센서 조립체는 환상 코어 메탈(83)의 환상 판부(83b) 및 립(84, 85)을 구비하지 않고 구성될 수 있고, 또한 내륜측 시일 링(82)에 관하여 립(87, 88)을 구비하지 않고도 구성될 수 있다. 이렇게 구성된 회전 검출기라도, 외측 부재(17)에 노치(17b)가 설치되는 점은 전술한 실시예와 동일하다. 외측 부재(17)에 대한 상기 걸림부는 노치(17b) 대신에 외측 부재(17)의 플랜지부(17a)의 반경 방향 단부면에 오목부를 만들어 구성될 수 있다.

사용시, 본 발명은 자동차 등의 차량의 차축을 차체에 대해 회전 가능하게 지지하는 구름 베어링 장치에 적용할 수 있다.

본 발명은 그 사상이나 필수적인 특징에서 벗어남이 없이 다른 특정한 형태로 구현될 수도 있다. 전술한 실시예들은 모든 점에서 제한이 아니라 예시로서만 고려되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위 및 전체적으로 또는 부분적으로 전술한 설명과의 조합에 의해 나타낸다. 청구범위의 등가물의 의미와 범위 내에 있는 모든 변형례가 그 범위 내에 포함된다.

Claims

시일 링과,

상기 시일 링에 일체로 마련되어 있는 센서와,

상기 센서를 수지로 몰드하여 상기 센서와 시일 링을 일체화시키는 외측 부재와,

일단부가 상기 외측 부재에 연속되어 형성되고, 타단부가 와이어 하네스측 커넥터에 착탈 가능하게 접속되도록 구성되는 센서측 커넥터

를 구비하는 센서 조립체.
제1항에 있어서, 상기 센서측 커넥터의 타단부는 반경 방향으로 외측을 향해 연장되는 것인 센서 조립체.
제2항에 있어서, 상기 외측 부재와 상기 센서측 커넥터는 동일한 엔지니어링 플라스틱에 의해 일체로 몰드되고,

상기 외측 부재와 상기 센서측 커넥터의 내부에는, 상기 센서에 일단부가 접속된 신호선과, 일단부가 상기 신호선의 타단부에 접속된 핀이 매설되고,

상기 센서측 커넥터의 타단부에는 와이어 하네스측 커넥터가 착탈 가능하게 접속되는 오목부가 마련되는 동시에, 이 오목부의 저면에는 상기 핀의 타단부가 돌출 배치되어 있는 것인 센서 조립체.
제1항에 있어서, 상기 센서는 자기 센서이며, 상기 시일 링은 비자성재로 이루어지는 외륜측 시일 링이며, 상기 자기 센서는 상기 외륜측 시일 링의 외주측에 배치되어 있는 것인 센서 조립체.
제4항에 있어서, 상기 자기 센서는 서로 원주 방향으로 떨어져 배치된 2개의 자기 검출부를 포함하고, 상기 양 자기 검출부로부터 출력되는 신호는 각 출력 간의 위상차가 90도가 되는 관계를 달성하도록 설정되어 있는 것인 센서 조립체.
외륜 부재에 고정되고 비자성재로 이루어지는 외륜측 시일 링과,

내륜 부재에 고정되는 내륜측 시일 링과,

상기 외륜측 시일 링의 외주측에 마련되어 있는 자기 센서와,

상기 자기 센서와 함께 회전 검출기를 구성하는 동시에, 상기 자기 센서와 반경 방향으로 대향하는 위치에서 상기 내륜측 시일 링에 일체로 마련되는 자성재 링과,

상기 자기 센서를 수지로 몰드하여 상기 자기 센서와 외륜측 시일 링을 일체화시키는 외측 부재와,

일단부가 상기 외측 부재에 연속되어 형성되고, 타단부가 와이어 하네스측 커넥터에 착탈 가능하게 접속되도록 구성되는 센서측 커넥터

를 구비하는 시일 장치.
제6항에 있어서, 상기 자성재 링은 원주 방향에서 N극과 S극이 교대로 소정 피치로 자화되는 펄서 링인 것인 시일 장치.
제6항에 있어서, 상기 외륜측 시일 링은 축선 방향으로 연장되는 제1 원통부와, 이 제1 원통부의 축선 방향 내측 가장자리부로부터 반경 방향으로 내측을 향해 연장되는 제2 환상 판부를 포함하며, 상기 제1 원통부의 외주면에서 상기 자기 센서가 상기 외측 부재로 덮여 비접촉식으로 일체화되고,

상기 내륜측 시일 링은 축선 방향으로 연장되어 상기 제1 원통부와 반경 방향으로 대향하는 제2 원통부와, 이 제2 원통부의 축선 방향 외측 가장자리부로부터 반경 방향으로 외측을 향해 연장되어 상기 제1 환상 판부와 축선 방향으로 대향하는 제2 환상 판부를 포함하고, 이 제2 환상 판부의 내측면에는 상기 자기 센서와 반경 방향으로 대향한 상태로 상기 펄서 링이 부착되어 있는 것인 시일 장치.
제6항에 있어서, 상기 펄서 링은 원주 방향에서 N극과 S극이 교대로 배열하는 형태로 소정 피치로 자화되고, 상기 자기 센서는 서로 원주 방향으로 소정 간격을 두고 떨어진 2개의 제1 자기 검출부와 제2 자기 검출부를 구비하며, 양 자기 검출부는 서로 위상이 90도 변위된 직사각형파 신호를 출력하고, 상기 간격은 상기 피치의 1/4인 것인 시일 장치.
차체측에 고정되는 외륜 부재와,

상기 외륜 부재와 동심으로 배치되는 내륜 부재와,

상기 외륜 부재와 상기 내륜 부재 사이에 회전 가능하게 배치되는 복수의 롤링 부재와,

상기 외륜 부재에 고정되는 외륜측 시일 링과,

상기 외륜측 시일 링과 함께 시일 장치를 구성하며 또한 상기 내륜 부재에 고정되는 내륜측 시일 링과,

상기 외륜측 시일 링에 일체로 마련되는 자기 센서와,

상기 자기 센서를 수지로 몰드하여 상기 자기 센서와 외륜측 시일 링을 일체화시키는 외측 부재와,

일단부가 상기 외측 부재에 연속되어 설치되고, 타단부가 와이어 하네스측 커넥터에 착탈 가능하게 접속되도록 구성된 센서측 커넥터와,

상기 자기 센서와 함께 회전 검출기를 구성하며 상기 내륜측 시일 링측에 고정되는 펄서 링

을 구비하는 차량용 구름 베어링 장치.
제10항에 있어서, 상기 자기 센서는 원주 방향으로 서로 떨어져 배치된 2개의 자기 검출부를 포함하며, 상기 양 자기 검출부의 검출 신호의 위상 관계는, 한 쪽의 자기 검출부가 제1 신호를 출력했을 때에, 다른 쪽의 자기 검출부는 상기 제1 신호의 위상으로부터 90도 위상이 변위된 제2 신호를 출력하는 관계로 설정되어 있고,

상기 펄서 링은 원주 방향에서 N극과 S극이 교대로 소정 피치로 자화되도록 구성되며, 상기 양 자기 검출부 각각으로부터의 출력의 위상차는 그 자화 피치(λ)에 대하여 λ/4로 설정되어 있는 것인 차량용 구름 베어링 장치.
제10항에 있어서, 상기 센서측 커넥터의 타단부는 반경 방향으로 외측을 향해 연장되는 것인 차량용 구름 베어링 장치.
제10항에 있어서, 상기 외륜측 시일 링은 축선 방향으로 연장되는 제1 원통부와, 이 제1 원통부의 축선 방향 내측 가장자리부로부터 반경 방향으로 내측을 향해 연장되는 제2 환상 판부를 포함하며, 상기 제1 원통부의 외주면측에서 상기 자기 센서가 상기 외측 부재에 의해 수지로 몰드되어 비접촉식으로 일체화되고,

상기 내륜측 시일 링은 축선 방향으로 연장되어 상기 제1 원통부와 반경 방향으로 대향하는 제2 원통부와, 이 제2 원통부의 축선 방향 외측 가장자리부로부터 반경 방향으로 외측을 향해 연장되어 상기 제1 환상 판부와 축선 방향으로 대향하는 제2 환상 판부를 포함하고, 이 제2 환상 판부의 내측면에는 상기 자기 센서와 반경 방향으로 대향한 상태로 상기 펄서 링이 부착되어 있는 것인 차량용 구름 베어링 장치.
제10항에 있어서, 상기 외측 부재는 상기 외륜 부재의 단부면에 축선 방향으로 접촉하여 상기 시일 장치를 위치 결정하는 환형 접촉면을 포함하는 것인 차량용 구름 베어링 장치.
제10항에 있어서, 상기 외륜 부재는 상기 센서측 커넥터가 관통할 수 있는 노치를 포함하고, 상기 센서측 커넥터는 상기 외륜 부재가 차체측에 고정된 상태로 상기 노치에 삽입되어 있는 것인 차량용 구름 베어링 장치.
제10항에 있어서, 상기 차체측은 상기 센서측 커넥터가 관통할 수 있는 노치를 포함하고, 상기 센서측 커넥터는 상기 외륜 부재가 차체측에 고정된 상태로 상기 노치에 삽입되어 있는 것인 차량용 구름 베어링 장치.
제10항에 있어서, 상기 내륜 부재는 차량 외측의 외주면에 차륜 장착용 플랜지부를 갖춘 허브 휠과, 이 허브 휠의 차량 내측의 원통형 소직경부에 외측에서 끼워지는 내륜을 포함하며, 상기 내륜측 시일 링은 상기 내륜에 고정되어 있는 것인 차량용 구름 베어링 장치.
제1항에 있어서, 상기 외측 부재의 소정의 원주 위치에는, 상기 외륜 부재로부터 센서 조립체를 제거할 때에 사용되는 제거 지그가 걸리는 걸림부가 마련되어 있는 것인 센서 조립체.
제6항에 있어서, 상기 외측 부재의 소정의 원주 위치에는, 상기 외륜 부재로부터 상기 외륜측 시일 링을 제거할 때에 사용되는 제거 지그가 걸리는 걸림부가 마련되어 있는 것인 시일 장치.
제10항에 있어서, 상기 외측 부재의 소정의 원주 위치에는, 상기 외륜 부재로부터 상기 외륜측 시일 링을 제거할 때에 사용되는 제거 지그가 걸리는 걸림부가 마련되어 있는 것인 차량용 구름 베어링 장치.