JP2001242189A - 回転状態検出用エンコーダと回転状態検出装置と回転状態検出装置付転がり軸受ユニット - Google Patents
回転状態検出用エンコーダと回転状態検出装置と回転状態検出装置付転がり軸受ユニットInfo
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハブ1等の回転部材の変位に拘らず、エンコ
ーダ14bの被検出面15bとセンサ20のポールピー
ス23の先端面との距離が変化する事を防止する。そし
て、安定した回転状態の検出を可能にする。 【解決手段】 上記被検出面15bを、上記ハブ1等の
変位中心となる点O1 をその中心とする、球面状の曲面
とする。この構成により、上記距離の変化を防止し、上
記課題を解決する。
ーダ14bの被検出面15bとセンサ20のポールピー
ス23の先端面との距離が変化する事を防止する。そし
て、安定した回転状態の検出を可能にする。 【解決手段】 上記被検出面15bを、上記ハブ1等の
変位中心となる点O1 をその中心とする、球面状の曲面
とする。この構成により、上記距離の変化を防止し、上
記課題を解決する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明に係る回転状態検出
用エンコーダと回転状態検出装置と回転状態検出装置付
転がり軸受ユニットは、例えば自動車の車輪の回転速
度、或は工作機械の主軸の回転速度や回転角度を検出す
る為に利用する。
用エンコーダと回転状態検出装置と回転状態検出装置付
転がり軸受ユニットは、例えば自動車の車輪の回転速
度、或は工作機械の主軸の回転速度や回転角度を検出す
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
在に支持するのに、転がり軸受ユニットを使用する。
又、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(TCS)を制御する為に
は、上記車輪の回転速度を検出する必要がある。この
為、上記転がり軸受ユニットに回転速度検出装置を組み
込んだ、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットによ
り、上記車輪を懸架装置に対して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事が、例えば特開
平8−296634号公報、同11−174071号公
報、同11−183492号公報等に記載されている様
に、従来から広く行なわれている。
在に支持するのに、転がり軸受ユニットを使用する。
又、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(TCS)を制御する為に
は、上記車輪の回転速度を検出する必要がある。この
為、上記転がり軸受ユニットに回転速度検出装置を組み
込んだ、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットによ
り、上記車輪を懸架装置に対して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事が、例えば特開
平8−296634号公報、同11−174071号公
報、同11−183492号公報等に記載されている様
に、従来から広く行なわれている。
【0003】図8〜9は、上述の様な目的で使用される
回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの従来構造の第
1例を示している。回転輪であるハブ1は、ハブ本体2
と内輪3とを結合固定して成る。このハブ本体2の外端
部(自動車への組み付け状態で幅方向外側となる端部を
言い、図8の左端部)外周面には、車輪を取付固定する
為のフランジ4を、中間部外周面には、上記ハブ1の外
周面に設ける複列の内輪軌道5a、5bのうちの外側の
内輪軌道5aを、内端部(自動車への組み付け状態で幅
方向中央側となる端部を言い、図8の右端部)には小径
の段部6を、それぞれ形成している。
回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの従来構造の第
1例を示している。回転輪であるハブ1は、ハブ本体2
と内輪3とを結合固定して成る。このハブ本体2の外端
部(自動車への組み付け状態で幅方向外側となる端部を
言い、図8の左端部)外周面には、車輪を取付固定する
為のフランジ4を、中間部外周面には、上記ハブ1の外
周面に設ける複列の内輪軌道5a、5bのうちの外側の
内輪軌道5aを、内端部(自動車への組み付け状態で幅
方向中央側となる端部を言い、図8の右端部)には小径
の段部6を、それぞれ形成している。
【0004】上記内輪3は、この段部6に外嵌し、更に
上記ハブ本体2の内端部に形成した雄ねじ部7に螺着し
たナット8により、このハブ本体2の内端部に固定して
いる。この様な内輪3の外周面には、上記ハブ1の外周
面に設ける複列の内輪軌道5a、5bのうちの内側の内
輪軌道5bを設けている。そして、これら両内輪軌道5
a、5bと、静止輪である外輪9の内周面に設けた複列
の外輪軌道10a、10aとの間に、それぞれ複数個ず
つの転動体11、11を、保持器12、12により保持
した状態で設け、上記外輪9の内側に上記ハブ1を回転
自在に支持している。この外輪9の外周面には外向フラ
ンジ状の取付部13を設け、この外輪9を、ナックル等
の懸架装置に結合支持自在としている。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、これ
ら転動体としてテーパころを使用する場合もある。
上記ハブ本体2の内端部に形成した雄ねじ部7に螺着し
たナット8により、このハブ本体2の内端部に固定して
いる。この様な内輪3の外周面には、上記ハブ1の外周
面に設ける複列の内輪軌道5a、5bのうちの内側の内
輪軌道5bを設けている。そして、これら両内輪軌道5
a、5bと、静止輪である外輪9の内周面に設けた複列
の外輪軌道10a、10aとの間に、それぞれ複数個ず
つの転動体11、11を、保持器12、12により保持
した状態で設け、上記外輪9の内側に上記ハブ1を回転
自在に支持している。この外輪9の外周面には外向フラ
ンジ状の取付部13を設け、この外輪9を、ナックル等
の懸架装置に結合支持自在としている。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、これ
ら転動体としてテーパころを使用する場合もある。
【0005】又、上記ハブ本体2の内端部で上記ナット
8から内方に突出した部分には、円輪状のエンコーダ1
4を、締り嵌めにより外嵌固定している。このエンコー
ダ14は、炭素鋼等の磁性金属により構成したもので、
その内側面(図8の右側面)の外径側半部を、被検出面
15として、この被検出面15の特性を、円周方向に亙
って交互に変化させている。即ち、上記被検出面15
に、放射状の突条部と溝状部とを交互に配置した如き歯
車状の凹凸を形成して、この被検出面の磁気特性を円周
方向に亙って交互に且つ等間隔で変化させている。
8から内方に突出した部分には、円輪状のエンコーダ1
4を、締り嵌めにより外嵌固定している。このエンコー
ダ14は、炭素鋼等の磁性金属により構成したもので、
その内側面(図8の右側面)の外径側半部を、被検出面
15として、この被検出面15の特性を、円周方向に亙
って交互に変化させている。即ち、上記被検出面15
に、放射状の突条部と溝状部とを交互に配置した如き歯
車状の凹凸を形成して、この被検出面の磁気特性を円周
方向に亙って交互に且つ等間隔で変化させている。
【0006】又、上記外輪9の外端開口部と上記ハブ1
の中間部外周面との間の隙間は、シールリング16によ
り塞いでいる。一方、上記外輪9の内端(図8の右端)
開口部は、カバー17により塞いでいる。このカバー1
7は、ステンレス鋼板等の金属板を、絞り加工等により
塑性変形させて、全体を有底円筒状に形成したもので、
その外端開口部を上記外輪9の内端部に、締まり嵌めで
内嵌固定する事により、この外輪9の内端開口部を塞い
でいる。
の中間部外周面との間の隙間は、シールリング16によ
り塞いでいる。一方、上記外輪9の内端(図8の右端)
開口部は、カバー17により塞いでいる。このカバー1
7は、ステンレス鋼板等の金属板を、絞り加工等により
塑性変形させて、全体を有底円筒状に形成したもので、
その外端開口部を上記外輪9の内端部に、締まり嵌めで
内嵌固定する事により、この外輪9の内端開口部を塞い
でいる。
【0007】又、上記カバー17を構成する底板部18
の一部で、上記エンコーダ14の被検出面15と対向す
る部分に形成した保持部19には、センサ20を、合成
樹脂21を介して保持している。このセンサ20は、永
久磁石22、ポールピース23、コイル24を組み合わ
せて成る、周知構造を有するもので、このうちのポール
ピース23の先端面(図8の左端面)を、検出部として
いる。この様なセンサ20は、検出部である上記ポール
ピース23の先端面を、上記エンコーダ14の被検出面
15に、例えば0.5〜1mm程度の微小隙間27を介し
て対向させている。上述の様なセンサ20は、上記ポー
ルピース23の先端面が、上記エンコーダ14の被検出
面15のうちの突条部に対向する瞬間と溝状部に対向す
る瞬間とで、上記ポールピース23内を流れる磁束の量
が変化する事を利用して、上記コイル24に電圧を惹起
させる。
の一部で、上記エンコーダ14の被検出面15と対向す
る部分に形成した保持部19には、センサ20を、合成
樹脂21を介して保持している。このセンサ20は、永
久磁石22、ポールピース23、コイル24を組み合わ
せて成る、周知構造を有するもので、このうちのポール
ピース23の先端面(図8の左端面)を、検出部として
いる。この様なセンサ20は、検出部である上記ポール
ピース23の先端面を、上記エンコーダ14の被検出面
15に、例えば0.5〜1mm程度の微小隙間27を介し
て対向させている。上述の様なセンサ20は、上記ポー
ルピース23の先端面が、上記エンコーダ14の被検出
面15のうちの突条部に対向する瞬間と溝状部に対向す
る瞬間とで、上記ポールピース23内を流れる磁束の量
が変化する事を利用して、上記コイル24に電圧を惹起
させる。
【0008】上述の様に構成する回転状態検出装置付転
がり軸受ユニットは、次の様にして、車輪を懸架装置に
対して回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速
度、回転量等の回転状態を検出する。即ち、自動車への
組み付け時には、上記外輪9を、この外輪9の外周面に
固設した取付部13により、懸架装置に対し取付固定す
る。又、前記ハブ1の外端部外周面に設けたフランジ4
に、車輪を固定する。
がり軸受ユニットは、次の様にして、車輪を懸架装置に
対して回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速
度、回転量等の回転状態を検出する。即ち、自動車への
組み付け時には、上記外輪9を、この外輪9の外周面に
固設した取付部13により、懸架装置に対し取付固定す
る。又、前記ハブ1の外端部外周面に設けたフランジ4
に、車輪を固定する。
【0009】この状態でこの車輪と共に上記ハブ1が回
転し、このハブ1に支持された前記エンコーダ14が回
転すると、前記センサ20を構成するポールピース23
の先端部の近傍を、上記エンコーダ14の被検出面15
に形成した突条部と溝状部とが交互に通過する。この結
果、上記ポールピース23内を流れる磁束の量が変化
し、前記コイル24に電圧が惹起される。この様にして
このコイル24に惹起される電圧は、上記エンコーダの
回転速度に比例した周波数で変化するので、上記センサ
20の出力を図示しない制御器に送れば、ABSやTC
Sを適切に制御できる。
転し、このハブ1に支持された前記エンコーダ14が回
転すると、前記センサ20を構成するポールピース23
の先端部の近傍を、上記エンコーダ14の被検出面15
に形成した突条部と溝状部とが交互に通過する。この結
果、上記ポールピース23内を流れる磁束の量が変化
し、前記コイル24に電圧が惹起される。この様にして
このコイル24に惹起される電圧は、上記エンコーダの
回転速度に比例した周波数で変化するので、上記センサ
20の出力を図示しない制御器に送れば、ABSやTC
Sを適切に制御できる。
【0010】次に、図10〜11は、前述の様な目的で
使用される回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの従
来構造の第2例を示している。この回転速度検出装置付
転がり軸受ユニットは、使用時にも回転しない静止輪で
ある1対の内輪3a、3aの周囲に、使用時に回転する
回転輪であるハブ1aを回転自在に支持し、このハブ1
aの一部に固定したエンコーダ14aの回転速度を、懸
架装置等の回転しない部分に支持したセンサ20aによ
り検出自在としている。
使用される回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの従
来構造の第2例を示している。この回転速度検出装置付
転がり軸受ユニットは、使用時にも回転しない静止輪で
ある1対の内輪3a、3aの周囲に、使用時に回転する
回転輪であるハブ1aを回転自在に支持し、このハブ1
aの一部に固定したエンコーダ14aの回転速度を、懸
架装置等の回転しない部分に支持したセンサ20aによ
り検出自在としている。
【0011】即ち、静止側周面である、上記各内輪3
a、3aの外周面には、それぞれが静止側軌道である、
内輪軌道5、5を設けている。又、上記ハブ1aの内周
面には、それぞれが回転側軌道である、外輪軌道10
a、10aを設けている。そして、これら各外輪軌道1
0a、10aと上記各内輪軌道5、5との間にそれぞれ
複数個ずつの転動体11、11を、それぞれ保持器1
2、12により保持した状態で転動自在に設け、上記各
内輪3a、3aの周囲に上記ハブ1aを、回転自在に支
持している。
a、3aの外周面には、それぞれが静止側軌道である、
内輪軌道5、5を設けている。又、上記ハブ1aの内周
面には、それぞれが回転側軌道である、外輪軌道10
a、10aを設けている。そして、これら各外輪軌道1
0a、10aと上記各内輪軌道5、5との間にそれぞれ
複数個ずつの転動体11、11を、それぞれ保持器1
2、12により保持した状態で転動自在に設け、上記各
内輪3a、3aの周囲に上記ハブ1aを、回転自在に支
持している。
【0012】又、上記ハブ1aの外端部には、車輪を取
り付ける為のフランジ4aを設けている。又、上記ハブ
1aの内端開口部と上記1対の内輪3a、3aのうちの
内側(図10の右側)の内輪3aの内端部外周面との間
の隙間は、シールリング25により塞いでいる。尚、自
動車への組み付け状態で、上記1対の内輪3a、3a
は、懸架装置を構成する、図示しない支持軸に外嵌固定
する。
り付ける為のフランジ4aを設けている。又、上記ハブ
1aの内端開口部と上記1対の内輪3a、3aのうちの
内側(図10の右側)の内輪3aの内端部外周面との間
の隙間は、シールリング25により塞いでいる。尚、自
動車への組み付け状態で、上記1対の内輪3a、3a
は、懸架装置を構成する、図示しない支持軸に外嵌固定
する。
【0013】上述の様な転がり軸受ユニットに回転速度
検出装置を組み込むべく、上記ハブ1aの内端部には、
上記エンコーダ14aを外嵌固定している。このエンコ
ーダ14aは、鋼等の磁性金属板により全体を円輪状に
形成したもので、内側面(図10の右側面)外周寄り部
分を被検出面15aとしている。この被検出面15aに
は、歯車状の凹凸を形成し、この被検出面15aの磁気
特性を、円周方向に亙って交互に且つ等間隔で変化させ
ている。そして、図示しない懸架装置等の静止部分に支
持したセンサ20aの検出部26の先端面を、上記被検
出面15aに、例えば0.5〜1mm程度の微小隙間27
aを介して対向させている。
検出装置を組み込むべく、上記ハブ1aの内端部には、
上記エンコーダ14aを外嵌固定している。このエンコ
ーダ14aは、鋼等の磁性金属板により全体を円輪状に
形成したもので、内側面(図10の右側面)外周寄り部
分を被検出面15aとしている。この被検出面15aに
は、歯車状の凹凸を形成し、この被検出面15aの磁気
特性を、円周方向に亙って交互に且つ等間隔で変化させ
ている。そして、図示しない懸架装置等の静止部分に支
持したセンサ20aの検出部26の先端面を、上記被検
出面15aに、例えば0.5〜1mm程度の微小隙間27
aを介して対向させている。
【0014】上述の様な回転速度検出装置付転がり軸受
ユニットの場合、ハブ1aの外端部に設けたフランジ4
aに固定した車輪を、上記各内輪3a、3aを支持した
懸架装置に対し、回転自在に支持できる。又、車輪の回
転に伴ってハブ1aの内端部に外嵌固定したエンコーダ
14aが回転すると、上記センサ20aの検出部26の
端面近傍を、上記被検出面15aに形成した突条部と溝
状部とが交互に通過する。この結果、上記センサ20a
内を流れる磁束の密度が変化し、このセンサ20aの出
力が変化する。このセンサ20aの出力が変化する周波
数は、車輪の回転速度に比例する。従って、センサ20
aの出力を図示しない制御器に送れば、ABSやTCS
を適切に制御できる。
ユニットの場合、ハブ1aの外端部に設けたフランジ4
aに固定した車輪を、上記各内輪3a、3aを支持した
懸架装置に対し、回転自在に支持できる。又、車輪の回
転に伴ってハブ1aの内端部に外嵌固定したエンコーダ
14aが回転すると、上記センサ20aの検出部26の
端面近傍を、上記被検出面15aに形成した突条部と溝
状部とが交互に通過する。この結果、上記センサ20a
内を流れる磁束の密度が変化し、このセンサ20aの出
力が変化する。このセンサ20aの出力が変化する周波
数は、車輪の回転速度に比例する。従って、センサ20
aの出力を図示しない制御器に送れば、ABSやTCS
を適切に制御できる。
【0015】上述の様に構成し作用する従来の各回転速
度検出装置付転がり軸受ユニットによる車輪の回転速度
検出の信頼性を確保する為には、上記センサ20、20
aのポールピース23或は検出部26の先端面と、エン
コーダ14、14aの被検出面15、15aの内側面と
の間の微小隙間27、27aの寸法を安定させる必要が
ある。一方、転がり軸受ユニットの構成各部材は、自動
車の走行に伴って弾性変形する。例えば、自動車が急旋
回する際には、車輪からフランジ4、4aを介してハブ
1、1aに加わる(旋回加速度による)モーメント荷重
に基づき、上記構成各部材の弾性変形量が大きくなる。
そして、この弾性変形量の増大に基づき、上記微小隙間
27、27aの寸法が変化する。この様な寸法の変化
は、変化自体が上記センサ20、20aの出力を変化さ
せる原因となる為、上記回転速度検出の信頼性を損なう
原因となる可能性がある。この為、前記各公報に記載さ
れた発明の場合には、センサの設置位置を工夫する事に
より、上記構成各部材の弾性変形に拘らず、上記微小隙
間の寸法変化を抑え、回転速度検出の信頼性を確保する
様に構成している。
度検出装置付転がり軸受ユニットによる車輪の回転速度
検出の信頼性を確保する為には、上記センサ20、20
aのポールピース23或は検出部26の先端面と、エン
コーダ14、14aの被検出面15、15aの内側面と
の間の微小隙間27、27aの寸法を安定させる必要が
ある。一方、転がり軸受ユニットの構成各部材は、自動
車の走行に伴って弾性変形する。例えば、自動車が急旋
回する際には、車輪からフランジ4、4aを介してハブ
1、1aに加わる(旋回加速度による)モーメント荷重
に基づき、上記構成各部材の弾性変形量が大きくなる。
そして、この弾性変形量の増大に基づき、上記微小隙間
27、27aの寸法が変化する。この様な寸法の変化
は、変化自体が上記センサ20、20aの出力を変化さ
せる原因となる為、上記回転速度検出の信頼性を損なう
原因となる可能性がある。この為、前記各公報に記載さ
れた発明の場合には、センサの設置位置を工夫する事に
より、上記構成各部材の弾性変形に拘らず、上記微小隙
間の寸法変化を抑え、回転速度検出の信頼性を確保する
様に構成している。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】従来構造の場合には、
センサの設置位置によりこのセンサの検出部とエンコー
ダの被検出面との間の微小隙間の寸法変化を抑える構造
である為、転がり軸受ユニットの構成各部材を弾性変形
させる荷重が予期しない方向から加わった場合には、上
記微小隙間の寸法が変化する事を抑える事ができない。
例えば、急旋回時に加わるモーメント荷重による変形に
拘らず、上記微小隙間の寸法変化を抑える事を考慮した
場合には、車輪が石等の突起部分に乗り上げたり段差部
を通過する事により上記構成各部材が弾性変形した場合
には、上記寸法変化を十分に抑える事ができない。この
理由は、この様な場合には転がり軸受ユニットに、急旋
回時と異なる方向にモーメント荷重が加わり、この転が
り軸受ユニットの構成各部材が、急旋回時とは異なる方
向に弾性変形する為である。本発明は、この様な事情に
鑑みて、変形の方向に関係なく、被検出面と検出部との
間の微小隙間の寸法変化を抑える事ができる、回転状態
検出用エンコーダと回転状態検出装置と回転状態検出装
置付転がり軸受ユニットを実現すべく発明したものであ
る。
センサの設置位置によりこのセンサの検出部とエンコー
ダの被検出面との間の微小隙間の寸法変化を抑える構造
である為、転がり軸受ユニットの構成各部材を弾性変形
させる荷重が予期しない方向から加わった場合には、上
記微小隙間の寸法が変化する事を抑える事ができない。
例えば、急旋回時に加わるモーメント荷重による変形に
拘らず、上記微小隙間の寸法変化を抑える事を考慮した
場合には、車輪が石等の突起部分に乗り上げたり段差部
を通過する事により上記構成各部材が弾性変形した場合
には、上記寸法変化を十分に抑える事ができない。この
理由は、この様な場合には転がり軸受ユニットに、急旋
回時と異なる方向にモーメント荷重が加わり、この転が
り軸受ユニットの構成各部材が、急旋回時とは異なる方
向に弾性変形する為である。本発明は、この様な事情に
鑑みて、変形の方向に関係なく、被検出面と検出部との
間の微小隙間の寸法変化を抑える事ができる、回転状態
検出用エンコーダと回転状態検出装置と回転状態検出装
置付転がり軸受ユニットを実現すべく発明したものであ
る。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明の回転状態検出用
エンコーダと回転状態検出装置と回転状態検出装置付転
がり軸受ユニットのうち、請求項1に記載した回転状態
検出用エンコーダは、前述した、従来から知られている
回転速度検出装置付転がり軸受ユニットに組み込まれて
いる回転状態検出用エンコーダと同様に、回転部材の回
転中心と同心の被検出面を有し、この被検出面の特性
(磁気特性又は通電特性)を円周方向に亙って交互に変
化させている。特に、請求項1に記載した本発明の回転
状態検出用エンコーダに於いては、上記被検出面を、上
記回転部材の変位中心をその中心とする、球状凸面の如
き曲面としている。
エンコーダと回転状態検出装置と回転状態検出装置付転
がり軸受ユニットのうち、請求項1に記載した回転状態
検出用エンコーダは、前述した、従来から知られている
回転速度検出装置付転がり軸受ユニットに組み込まれて
いる回転状態検出用エンコーダと同様に、回転部材の回
転中心と同心の被検出面を有し、この被検出面の特性
(磁気特性又は通電特性)を円周方向に亙って交互に変
化させている。特に、請求項1に記載した本発明の回転
状態検出用エンコーダに於いては、上記被検出面を、上
記回転部材の変位中心をその中心とする、球状凸面の如
き曲面としている。
【0018】又、請求項2に記載した本発明の回転状態
検出装置は、回転部材の一部に支持固定されてこの回転
部材と共に回転する、上記請求項1に記載した回転状態
検出用エンコーダと、静止部材の一部に支持されてその
検出部をこの回転状態検出用エンコーダの被検出面に対
向させ、この被検出部の特性の変化に対応して出力信号
を変化させるセンサとを備える。
検出装置は、回転部材の一部に支持固定されてこの回転
部材と共に回転する、上記請求項1に記載した回転状態
検出用エンコーダと、静止部材の一部に支持されてその
検出部をこの回転状態検出用エンコーダの被検出面に対
向させ、この被検出部の特性の変化に対応して出力信号
を変化させるセンサとを備える。
【0019】更に、請求項3に記載した本発明の回転状
態検出装置付転がり軸受ユニットは、静止側周面に静止
側軌道を有し、使用時にも回転しない静止輪と、この静
止側周面と対向する回転側周面に回転側軌道を有し、使
用時に回転する回転輪と、この回転側軌道と上記静止側
軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、
上記回転輪の一部にこの回転輪と同心に固定された、上
記請求項1に記載した回転状態検出用エンコーダと、検
出部を有し、この検出部をこの回転状態検出用エンコー
ダの被検出部の一部に対向させた状態で回転しない部分
に支持され、この被検出部の特性の変化に対応して出力
信号を変化させるセンサとを備える。
態検出装置付転がり軸受ユニットは、静止側周面に静止
側軌道を有し、使用時にも回転しない静止輪と、この静
止側周面と対向する回転側周面に回転側軌道を有し、使
用時に回転する回転輪と、この回転側軌道と上記静止側
軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、
上記回転輪の一部にこの回転輪と同心に固定された、上
記請求項1に記載した回転状態検出用エンコーダと、検
出部を有し、この検出部をこの回転状態検出用エンコー
ダの被検出部の一部に対向させた状態で回転しない部分
に支持され、この被検出部の特性の変化に対応して出力
信号を変化させるセンサとを備える。
【0020】
【作用】上述の様に構成する本発明の回転状態検出用エ
ンコーダと回転状態検出装置と回転状態検出装置付転が
り軸受ユニットの場合には、回転輪等、エンコーダを支
持している部材が、センサに対して何れの方向に変位し
た場合でも、エンコーダの被検出面とセンサの検出部と
の間に存在する微小隙間の寸法の変化を抑える事ができ
る。この結果、外部から加わる荷重に基づく、上記エン
コーダを支持した状態で回転する部材の変位に拘らず、
上記センサの出力を安定させて、回転速度、回転量、回
転角度等の回転状態検出の信頼性向上を図れる。
ンコーダと回転状態検出装置と回転状態検出装置付転が
り軸受ユニットの場合には、回転輪等、エンコーダを支
持している部材が、センサに対して何れの方向に変位し
た場合でも、エンコーダの被検出面とセンサの検出部と
の間に存在する微小隙間の寸法の変化を抑える事ができ
る。この結果、外部から加わる荷重に基づく、上記エン
コーダを支持した状態で回転する部材の変位に拘らず、
上記センサの出力を安定させて、回転速度、回転量、回
転角度等の回転状態検出の信頼性向上を図れる。
【0021】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態の第
1例を示している。尚、本例は、前述の図8〜9に示す
様な構造に、本発明を適用した場合に就いて示してい
る。本発明の特徴は、エンコーダ14bの形状を工夫す
る事により、転がり軸受ユニットの構成各部材の弾性変
形に拘らず、上記エンコーダ14bの被検出面15b
と、センサ20の検出部であるポールピース23の先端
面との間に存在する微小隙間27bの厚さ寸法が変化し
ない様にした点にある。その他の部分の構成及び作用
は、前述の図8〜9に示した従来構造と同様であるか
ら、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略
し、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
1例を示している。尚、本例は、前述の図8〜9に示す
様な構造に、本発明を適用した場合に就いて示してい
る。本発明の特徴は、エンコーダ14bの形状を工夫す
る事により、転がり軸受ユニットの構成各部材の弾性変
形に拘らず、上記エンコーダ14bの被検出面15b
と、センサ20の検出部であるポールピース23の先端
面との間に存在する微小隙間27bの厚さ寸法が変化し
ない様にした点にある。その他の部分の構成及び作用
は、前述の図8〜9に示した従来構造と同様であるか
ら、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略
し、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【0022】本例の場合には、上記エンコーダ14bの
被検出面15bを、回転部材であるハブ1の変位中心を
その中心とする、球状凸面の如き曲面としている。本例
の場合、このハブ1の変位中心は、外輪9の中心軸α上
で内輪3の内径側に存在する、点O1 である。そこで、
本例の場合には、上記被検出面15bに形成した歯車状
の凹凸を形成する、それぞれが放射方向に長い突条部の
先端縁と溝状部の底部とを、上記点O1 をその中心とす
る球面上に位置させている。
被検出面15bを、回転部材であるハブ1の変位中心を
その中心とする、球状凸面の如き曲面としている。本例
の場合、このハブ1の変位中心は、外輪9の中心軸α上
で内輪3の内径側に存在する、点O1 である。そこで、
本例の場合には、上記被検出面15bに形成した歯車状
の凹凸を形成する、それぞれが放射方向に長い突条部の
先端縁と溝状部の底部とを、上記点O1 をその中心とす
る球面上に位置させている。
【0023】尚、上記ハブ1の変位中心となる点O1 を
求める作業は、変位計を用いた実測値より求めるか、或
はFEM等による解析作業により行なう。実測により行
なう場合には、実際に使用するものと同様の転がり軸受
ユニットに、ダミーとなるエンコーダを装着し、この転
がり軸受ユニットのハブに、実際の使用状態に即した外
力を付与してこのハブを外輪に対し変位させ、その際の
変位量及び変位方向を、上記変位計により測定する。そ
して、この測定結果から、上記点O1 を算出する。
求める作業は、変位計を用いた実測値より求めるか、或
はFEM等による解析作業により行なう。実測により行
なう場合には、実際に使用するものと同様の転がり軸受
ユニットに、ダミーとなるエンコーダを装着し、この転
がり軸受ユニットのハブに、実際の使用状態に即した外
力を付与してこのハブを外輪に対し変位させ、その際の
変位量及び変位方向を、上記変位計により測定する。そ
して、この測定結果から、上記点O1 を算出する。
【0024】上述の様な形状を有する被検出面15bを
有するエンコーダ14bを組み込んだ、本例の回転状態
検出装置付転がり軸受ユニットの場合には、自動車が急
旋回したり、タイヤが縁石や石等の突起に乗り上げる事
に伴って加わるモーメント荷重に基づいて、カバー17
を介してセンサ20を支持した外輪9の中心軸と上記ハ
ブ1の中心軸とが不一致になった場合でも、上記エンコ
ーダ14bの外周面と上記センサ20を構成する前記ポ
ールピース23の先端面との間に存在する微小隙間27
bの厚さ寸法が変化するのを抑える事ができる。即ち、
上記外輪9の中心軸とハブ1の中心軸とが不一致になる
場合でも、上記ハブ1は前記点O1 を中心に揺動変位す
るので、上記被検出面15bも又、この点O1 を中心に
揺動変位するのみで、上記微小隙間27bの寸法変化に
結び付く様な動きはしない。この結果、外部から加わる
荷重に基づく、転がり軸受ユニットの構成各部材、即ち
上記外輪9及びハブ1と各転動体11、11の弾性変形
に拘らず、上記センサ20の出力を安定させて、回転速
度検出の信頼性向上を図れる。
有するエンコーダ14bを組み込んだ、本例の回転状態
検出装置付転がり軸受ユニットの場合には、自動車が急
旋回したり、タイヤが縁石や石等の突起に乗り上げる事
に伴って加わるモーメント荷重に基づいて、カバー17
を介してセンサ20を支持した外輪9の中心軸と上記ハ
ブ1の中心軸とが不一致になった場合でも、上記エンコ
ーダ14bの外周面と上記センサ20を構成する前記ポ
ールピース23の先端面との間に存在する微小隙間27
bの厚さ寸法が変化するのを抑える事ができる。即ち、
上記外輪9の中心軸とハブ1の中心軸とが不一致になる
場合でも、上記ハブ1は前記点O1 を中心に揺動変位す
るので、上記被検出面15bも又、この点O1 を中心に
揺動変位するのみで、上記微小隙間27bの寸法変化に
結び付く様な動きはしない。この結果、外部から加わる
荷重に基づく、転がり軸受ユニットの構成各部材、即ち
上記外輪9及びハブ1と各転動体11、11の弾性変形
に拘らず、上記センサ20の出力を安定させて、回転速
度検出の信頼性向上を図れる。
【0025】次に、図2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、ハブ1の変位中心
は、外輪9の中心軸α上でこのハブ1の中間部外周面に
形成した外側の内輪軌道5aの内径側に存在する、点O
2 である。これに合わせて本例の場合には、エンコーダ
14cの被検出面15cの曲率半径を、上述した第1例
の場合よりも大きくしている。又、本例の場合には、セ
ンサ20bを構成するポールピース23aの先端部を、
上述した第1例の場合に比べて太くしている。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。
例を示している。本例の場合には、ハブ1の変位中心
は、外輪9の中心軸α上でこのハブ1の中間部外周面に
形成した外側の内輪軌道5aの内径側に存在する、点O
2 である。これに合わせて本例の場合には、エンコーダ
14cの被検出面15cの曲率半径を、上述した第1例
の場合よりも大きくしている。又、本例の場合には、セ
ンサ20bを構成するポールピース23aの先端部を、
上述した第1例の場合に比べて太くしている。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。
【0026】次に、図3〜4は、本発明の実施の形態の
第3例を示している。本例は、前述の図10〜11に示
した様な構造に、本発明を適用した場合に就いて示して
いる。本例の場合には、ハブ1aの変位中心は、1対の
内輪3a、3aの中心軸β上で、このハブ1aの外端開
口部よりも軸方向外方に外れた位置に存在する、点O 3
である。これに合わせて本例の場合には、ハブ1aの内
端部に外嵌固定したエンコーダ14dの内側面外周寄り
部分に設けた被検出面15dを、上記点O3 をその中心
とする、球面状の曲面としている。この様に被検出面1
5dを球面状の曲面とする事による作用・効果は、上述
した本発明の第1〜2例の場合と同様であり、回転状態
検出装置付転がり軸受ユニットの基本的な作用・効果
は、前述の図10〜11に示した従来構造の第2例の場
合と同様である。
第3例を示している。本例は、前述の図10〜11に示
した様な構造に、本発明を適用した場合に就いて示して
いる。本例の場合には、ハブ1aの変位中心は、1対の
内輪3a、3aの中心軸β上で、このハブ1aの外端開
口部よりも軸方向外方に外れた位置に存在する、点O 3
である。これに合わせて本例の場合には、ハブ1aの内
端部に外嵌固定したエンコーダ14dの内側面外周寄り
部分に設けた被検出面15dを、上記点O3 をその中心
とする、球面状の曲面としている。この様に被検出面1
5dを球面状の曲面とする事による作用・効果は、上述
した本発明の第1〜2例の場合と同様であり、回転状態
検出装置付転がり軸受ユニットの基本的な作用・効果
は、前述の図10〜11に示した従来構造の第2例の場
合と同様である。
【0027】次に、図5〜6は、本発明の実施の形態の
第4例を示している。本例の場合は、前述の図10〜1
1に示した様な構造に類似した構造に、本発明を適用し
た場合に就いて示している。本例の場合には、ハブ1a
の変位中心は、1対の内輪3a、3aの中心軸β上で、
1対の内輪3a、3aの突き合わせ面が存在する仮想平
面上に存在する、点O4 である。又、本例の場合には、
ハブ1aの内端部に外嵌固定したエンコーダ14eの外
周面を、被検出面15eとしている。そして、この被検
出面15eを、上記点O4 をその中心とする、球面状の
曲面としている。その他の構成及び作用は、上述した第
3例の場合と同様である。
第4例を示している。本例の場合は、前述の図10〜1
1に示した様な構造に類似した構造に、本発明を適用し
た場合に就いて示している。本例の場合には、ハブ1a
の変位中心は、1対の内輪3a、3aの中心軸β上で、
1対の内輪3a、3aの突き合わせ面が存在する仮想平
面上に存在する、点O4 である。又、本例の場合には、
ハブ1aの内端部に外嵌固定したエンコーダ14eの外
周面を、被検出面15eとしている。そして、この被検
出面15eを、上記点O4 をその中心とする、球面状の
曲面としている。その他の構成及び作用は、上述した第
3例の場合と同様である。
【0028】尚、上述した第1〜4例は何れも、自動車
の従動輪(FF車の後輪、FR車及びRR車の前輪)を
懸架装置に支持する為の回転速度検出装置付転がり軸受
ユニットに本発明を適用している。但し本発明は、自動
車の駆動輪(FF車の前輪、FR車及びRR車の後輪、
4WD車の全輪)を懸架装置に支持する為の回転速度検
出装置付転がり軸受ユニットにも適用できる。
の従動輪(FF車の後輪、FR車及びRR車の前輪)を
懸架装置に支持する為の回転速度検出装置付転がり軸受
ユニットに本発明を適用している。但し本発明は、自動
車の駆動輪(FF車の前輪、FR車及びRR車の後輪、
4WD車の全輪)を懸架装置に支持する為の回転速度検
出装置付転がり軸受ユニットにも適用できる。
【0029】次に、図7は、本発明の実施の形態の第5
例を示している。本例は、プーリ28と共に回転する回
転軸29の回転速度を検出する為の構造に、本発明を適
用した場合に就いて示している。支持板30に結合固定
した軸受ハウジング31の内側に上記回転軸29を、1
対の転がり軸受32a、32bにより回転自在に支持し
ている。そして、この回転軸29の一端部に上記プーリ
28を、他端部にエンコーダ14fを、それぞれ外嵌固
定している。そして、このエンコーダ14fの片側面
(図7の右側面)外径側半部に設けた被検出面15f
に、センサ20bを構成するポールピース23aの先端
面を、微小隙間27cを介して対向させている。この様
に構成する為、上記プーリ28に掛け渡した無端ベルト
の循環に伴って上記回転軸29が回転すると、この回転
軸29の回転速度を、上記センサ20bが検出する。
例を示している。本例は、プーリ28と共に回転する回
転軸29の回転速度を検出する為の構造に、本発明を適
用した場合に就いて示している。支持板30に結合固定
した軸受ハウジング31の内側に上記回転軸29を、1
対の転がり軸受32a、32bにより回転自在に支持し
ている。そして、この回転軸29の一端部に上記プーリ
28を、他端部にエンコーダ14fを、それぞれ外嵌固
定している。そして、このエンコーダ14fの片側面
(図7の右側面)外径側半部に設けた被検出面15f
に、センサ20bを構成するポールピース23aの先端
面を、微小隙間27cを介して対向させている。この様
に構成する為、上記プーリ28に掛け渡した無端ベルト
の循環に伴って上記回転軸29が回転すると、この回転
軸29の回転速度を、上記センサ20bが検出する。
【0030】上述の様な回転軸29の支持装置で、請求
項に記載した回転部材である回転軸29の変位中心は、
1対の転がり軸受32a、32bの中心軸γ上で、中央
部の転がり軸受32aの中心に位置する、点O5 であ
る。この様な本例の場合、上記回転軸29が、無端ベル
トから加わる張力に基づいて、僅かとは言え上記点O5
を中心とする振れ回り運動をする。但し、上記被検出面
15fが、上述の様な曲面である為、この被検出面15
fと上記ポールピース23aの先端面との距離(微小隙
間27cの厚さ)は変化しない。この為、上記回転軸2
9の回転速度や回転量の検出を安定して行なえる。
項に記載した回転部材である回転軸29の変位中心は、
1対の転がり軸受32a、32bの中心軸γ上で、中央
部の転がり軸受32aの中心に位置する、点O5 であ
る。この様な本例の場合、上記回転軸29が、無端ベル
トから加わる張力に基づいて、僅かとは言え上記点O5
を中心とする振れ回り運動をする。但し、上記被検出面
15fが、上述の様な曲面である為、この被検出面15
fと上記ポールピース23aの先端面との距離(微小隙
間27cの厚さ)は変化しない。この為、上記回転軸2
9の回転速度や回転量の検出を安定して行なえる。
【0031】尚、上述の各実施の形態は何れも、センサ
として、磁束の変化を利用して回転状態を検出する、磁
気式のものを利用した場合に就いて示した。但し、本発
明は、センサの検出部とエンコーダの被検出面との距離
が測定結果に影響を及ぼすものであれば、磁気式のもの
に限らずに実施できる。例えば、渦電流式のセンサを使
用する場合も、本発明を適用する事は有効である。
として、磁束の変化を利用して回転状態を検出する、磁
気式のものを利用した場合に就いて示した。但し、本発
明は、センサの検出部とエンコーダの被検出面との距離
が測定結果に影響を及ぼすものであれば、磁気式のもの
に限らずに実施できる。例えば、渦電流式のセンサを使
用する場合も、本発明を適用する事は有効である。
【0032】
【発明の効果】本発明の回転状態検出用エンコーダと回
転状態検出装置と回転状態検出装置付転がり軸受ユニッ
トは、以上の様に構成され作用する為、センサの出力を
安定させて、車輪等各種回転体の、回転速度、回転量等
の回転状態検出の信頼性向上を図れる。
転状態検出装置と回転状態検出装置付転がり軸受ユニッ
トは、以上の様に構成され作用する為、センサの出力を
安定させて、車輪等各種回転体の、回転速度、回転量等
の回転状態検出の信頼性向上を図れる。
【図1】本発明の実施の形態の第1例を示す断面図。
【図2】同第2例を示す断面図。
【図3】同第3例を示す断面図。
【図4】図3の右方から見た半部内側面図。
【図5】本発明の実施の形態の第4例を示す断面図。
【図6】図5の右方から見た半部内側面図。
【図7】本発明の実施の形態の第5例を示す断面図。
【図8】従来構造の第1例を示す断面図。
【図9】図8の右方から見た半部内側面図。
【図10】従来構造の第2例を示す断面図。
【図11】図10の右方から見た半部内側面図。
1、1a ハブ 2 ハブ本体 3、3a 内輪 4、4a フランジ 5、5a、5b 内輪軌道 6 段部 7 雄ねじ部 8 ナット 9 外輪 10、10a 外輪軌道 11 転動体 12 保持器 13 取付部 14、14a、14b、14c、14d、14e、14
f エンコーダ 15、15a、15b、15c、15d、15e、15
f 被検出面 16 シールリング 17 カバー 18 底板部 19 保持部 20、20a、20b センサ 21 合成樹脂 22 永久磁石 23、23a ポールピース 24 コイル 25 シールリング 26 検出部 27、27a、27b、27c 微小隙間 28 プーリ 29 回転軸 30 支持板 31 軸受ハウジング 32a、32b 転がり軸受
f エンコーダ 15、15a、15b、15c、15d、15e、15
f 被検出面 16 シールリング 17 カバー 18 底板部 19 保持部 20、20a、20b センサ 21 合成樹脂 22 永久磁石 23、23a ポールピース 24 コイル 25 シールリング 26 検出部 27、27a、27b、27c 微小隙間 28 プーリ 29 回転軸 30 支持板 31 軸受ハウジング 32a、32b 転がり軸受
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01D 5/245 G01D 5/245 L X
Claims (3)
- 【請求項1】 回転部材の回転中心と同心の被検出面を
有し、この被検出面の特性を円周方向に亙って交互に変
化させた回転状態検出用エンコーダに於いて、上記被検
出面を、上記回転部材の変位中心をその中心とする曲面
とした事を特徴とする回転状態検出用エンコーダ。 - 【請求項2】 回転部材の一部に支持固定されてこの回
転部材と共に回転する、請求項1に記載した回転状態検
出用エンコーダと、静止部材の一部に支持されてその検
出部をこの回転状態検出用エンコーダの被検出面に対向
させ、この被検出部の特性の変化に対応して出力を変化
させるセンサとを備えた回転状態検出装置。 - 【請求項3】 静止側周面に静止側軌道を有し、使用時
にも回転しない静止輪と、この静止側周面と対向する回
転側周面に回転側軌道を有し、使用時に回転する回転輪
と、この回転側軌道と上記静止側軌道との間に転動自在
に設けられた複数個の転動体と、上記回転輪の一部にこ
の回転輪と同心に固定された、請求項1に記載した回転
状態検出用エンコーダと、検出部を有し、この検出部を
この回転状態検出用エンコーダの被検出部の一部に対向
させた状態で回転しない部分に支持され、この被検出部
の特性の変化に対応して出力信号を変化させるセンサと
を備えた回転状態検出装置付転がり軸受ユニット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000051062A JP2001242189A (ja) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | 回転状態検出用エンコーダと回転状態検出装置と回転状態検出装置付転がり軸受ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000051062A JP2001242189A (ja) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | 回転状態検出用エンコーダと回転状態検出装置と回転状態検出装置付転がり軸受ユニット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001242189A true JP2001242189A (ja) | 2001-09-07 |
Family
ID=18572765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000051062A Pending JP2001242189A (ja) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | 回転状態検出用エンコーダと回転状態検出装置と回転状態検出装置付転がり軸受ユニット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001242189A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2388431A (en) * | 2002-05-09 | 2003-11-12 | Nsk Europ Technology Co Ltd | Wheel bearing sensing arrangement |
-
2000
- 2000-02-28 JP JP2000051062A patent/JP2001242189A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2388431A (en) * | 2002-05-09 | 2003-11-12 | Nsk Europ Technology Co Ltd | Wheel bearing sensing arrangement |
GB2388431B (en) * | 2002-05-09 | 2005-10-19 | Nsk Europ Technology Co Ltd | Wheel bearing assembly incorporating a sensing arrangement |
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