JP2010133782A - 転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内部に変位センサ装置を備えていても、リード部の導出に支障のない転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】外輪１０１と内輪１０３との間の径方向隙間を、外輪１０１の軸方向の端部近傍で塞ぐ環状のシール１０８と、軸方向においてシール１０８と転動体１０４との間にあって、外輪１０１に取り付けられ、内輪１０３の変位を検出する変位センサ装置２０と、変位センサ装置２０から導出される扁平リード部２８とを備えた転がり軸受装置であって、扁平リード部２８は、外輪１０１とシール１０８とが当接する部位を軸方向にくぐり抜けて外部へ出る。
【選択図】図１２

Description

本発明は、可動輪の変位を検出する変位センサ装置を搭載した転がり軸受装置に関する。

近年、自動車の分野において、走行の際の運転制御を行うために、車輪に作用する荷重の情報が必要とされている。かかる情報を得るため、車輪用の転がり軸受装置（ハブユニット）に変位センサ装置が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

このような転がり軸受装置においては、車体側の外輪に複列（２列）の転動体を介して、内輪・内軸が回転自在に支持されている。車輪やブレーキディスクは、この内輪・内軸の側に取り付けられる。変位センサ装置のセンサは、内輪・内軸の外周に対向して設けられており、車輪に荷重が作用した際に発生する内輪・内軸の径方向への変位を、インダクタンスの変化として出力する。そして、変位センサ装置は、インダクタンスの変化に基づいて変位を示す信号を生成し、当該信号をＥＣＵ（電子制御ユニット）に提供する。これによってＥＣＵは、車輪に作用する荷重を求めることができる。

特開２００７−１２７２５３号公報

上記のような従来の変位センサ装置におけるセンサ（検知部）としては、例えば積層鋼板にコイルを巻回したものが使用されるが、体積が大きいため、転がり軸受装置の内部に装着することは容易でない。そこで、転がり軸受装置の軸方向端部にセンサを装着して、延長した内輪等と対向させる構成がとられている。このため、変位センサ装置付きの転がり軸受装置は全体として肥大化する。かかる肥大化抑止の観点からは、変位センサ装置をできるだけコンパクトなものとして、転がり軸受装置の内部に装着することが望まれる。

変位センサ装置を転がり軸受装置の内部に装着するとすれば、その装着場所として、複列の転動体間（軌道間）が考えられる。その場合、外輪に貫通孔を開けて変位センサ装置のリード線を外部へ導出することになるが、ブレーキディスクが近くにあって、周囲温度が非常に高いため、リード線が熱により損傷を受ける恐れがある。
かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、内部に変位センサ装置を備えていても、リード部の導出に支障のない転がり軸受装置を提供することを目的とする。

本発明は、転動体を介して固定輪に対して可動輪を回転自在に支持する転がり軸受装置であって、前記固定輪と可動輪との間の径方向隙間を、前記固定輪の軸方向の端部近傍で塞ぐ環状のシールと、軸方向において前記シールと転動体との間にあって、前記固定輪に取り付けられ、前記可動輪の変位を検出する変位センサ装置と、前記変位センサ装置から導出される導電路のパターンをフレキシブルプリント基板に形成して成り、前記固定輪とシールとが当接する部位を軸方向にくぐり抜けて外部へ出る扁平リード部とを備えたものである。

上記のように構成された転がり軸受装置では、変位センサ装置からの扁平リード部が、フレキシブルプリント基板の使用により一定の薄さを実現するので、固定輪とシールとが当接する部位を軸方向にくぐり抜けて外部へ出ることを可能にする。
従って、転がり軸受装置の内部に設けられた変位センサ装置を外部のハーネスのコネクタと接続するにあたって、扁平リード部を容易に軸方向の外部へ引き出すことができる。

また、上記転がり軸受装置において、上記部位の固定輪には、扁平リード部を通すことが可能な微小な深さの溝が形成されていてもよい。
この場合の溝は、扁平リード部を通すことができる程度の微小な深さでよいので、加工が容易である。

また、上記転がり軸受装置はさらに、シールを外側から保護すべく固定輪に取り付けられ、扁平リード部を通過させる孔を有し、可動輪との間にはラビリンスシールを構成する保護カバーと、保護カバーの外側に取り付けられ、孔を通過して出てきた扁平リード部をハーネスのコネクタと接続するための閉鎖空間を提供する接続部カバーとを備えたものであってもよい。
この場合、保護カバーより内側にある扁平リード部の基端部は、シールと共に保護カバーにより保護され、保護カバーより外側にある扁平リード部の先端部は、接続部カバーにより保護される。このようにして、扁平リード部の損傷を防止することができる。

また、上記転がり軸受装置において、変位センサ装置は、可動輪の変位を非接触で検出するものであって、可動輪に対向する複数の平面部が、曲げ部分を介して連続したベルト状の立体形状を成すフレキシブルプリント基板と、フレキシブルプリント基板を支持し、かつ、前記立体形状を維持する支持部と、平面部において導電部を渦巻状に形成して成り、渦巻面が可動輪と対向するコイルとを備えたものであってもよい。
この場合、軽量・コンパクトな変位センサ装置とすることができるので、転がり軸受装置内部の狭い空間への装着が容易である。

本発明の転がり軸受装置によれば、その内部に設けられた変位センサ装置を外部のハーネスのコネクタと接続するにあたって、扁平リード部を容易に軸方向の外部へ引き出すことができる。すなわち、内部に変位センサ装置を備えていても、リード部の導出に支障のない転がり軸受装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の変位センサ装置に使用する平面コイルの原理を説明する図である。この平面コイル１は、（ａ）に示すように、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）２上に、導電部を渦巻状に形成して成るコイル３を設けたものである。このような平面コイル１は、例えば、銅やアルミニウム等の金属箔が貼着されたフレキシブルプリント基板からエッチングを行って、渦巻のパターンを残すことにより製作することができる。なお、コイル３の渦巻中心の端部は、例えばスルーホールで裏面へ導出することができる。コイル３は、渦巻のターン数（渦を巻いている回数）、コイルの断面積、コイルの長さ等に依存するインダクタンスＬを有するが、ターン数は２乗で関与するため、最も支配的な要素である。従って、ターン数を確保することによって、所望のインダクタンスを得ることが可能である。

（ｂ）は、平面コイル１を、変位の検出対象物４と近接対向させた状態を示す斜視図である。検出対象物４は金属製（例えば鉄系金属）であり、導電性を有する。コイル３のインダクタンスは、この検出対象物４によって影響を受ける。また、交流信号に対して、コイル３のパターンと検出対象物４との間に、パターン面積や相互間の距離に依存したキャパシタンスが現れる。従って、このような平面コイル１は、等価的に、（ｃ）に示すような並列のＬＣ回路となる。ここで、インダクタンスＬやキャパシタンスＣの値は、検出対象物４と平面コイル１とのギャップによって変化する。

上記ギャップが増大すると、交流信号に対するインダクタンスＬ及びキャパシタンスＣが共に低下し、逆に、ギャップが減少すると、インダクタンスＬ及びキャパシタンスＣが共に上昇する。従って、ギャップの変化により、ＬＣ回路の自己共振周波数ｆ（＝１／（２π（Ｌ・Ｃ）^1/2））が変化する。
図２は、ＬＣ回路の周波数特性の一例を示すグラフである。周波数特性は、例えば自己共振周波数ｆ１でピークとなる実線の曲線であるが、自己共振周波数が低下してｆ２になると、周波数特性は破線の曲線となる。この結果、ＬＣ回路に一定の発振周波数ｆ０を供給している場合において、ＬＣ回路の出力（振幅）は、Ｖ１からＶ２に変化する。このようにして、ギャップの変化を出力の変化として検出することができる。

図３は、コイル３の巻き方の他の例（実用的な例）を示す斜視図である。この例では、フレキシブルプリント基板２の表裏両面に、コイル３が設けられ、スルーホールの導電路５を介して互いに接続されている。なお、図を見易くするために２つのコイル３を互いに上下に引き離して表しているが、実際には、薄いフレキシブルプリント基板２を挟んで背中合わせになっている。なお、フレキシブルプリント基板２を複数枚重ねて、導電体のパターンを設ける層を複層化することも可能である。

２つのコイル３は、同じ方向（例えば上方）から見ると互いに逆の渦巻であるが、電流という視点から見ると、同じ方向に巻いている。すなわち、仮に、上のコイル３の外側の巻端から電流が流れ込むとすると、電流は右巻きに渦の中心へ向かい、下のコイル３に抜けると、今度は、右巻きに渦の外側へ向かい、下のコイル３の外側の巻端に達する。従って、電流は常に右巻きに流れており、右巻きのターン数が累積される。電流が逆に流れるときは、電流は常に左巻きに流れ、左巻きのターン数が累積される。このようにして、厚さ方向には極めて薄い平面コイル１でありながら、コイル３は全体として多くのターン数を確保することができる。従って、所望のインダクタンスを容易に得ることができる。

次に、上記のような平面コイル１を複数個使用した基板形センサの原理的構成について説明する。
図４の（ａ）は、基板形センサ１０の展開図である。この基板形センサ１０においては、フレキシブルプリント基板２上に、４個のコイル３（総称符号）が２段に、合計８個設けられている。なお、図ではコイル３を簡略化して同心円のように描いているが、実際は、図１や図３に示したような渦巻である（以下、同様。）。

ここで、各コイル個別の符号は、後述の回転体の軸方向をＹ方向とした場合に、Ｙ方向に直交し、かつ、互いに直交するＸ方向・Ｚ方向に対応し、数字はＹ軸上の組番号、＋、−はＸ，Ｚ方向の組を表している。すなわち、変位を検出するためのコイルの組み合わせは、以下のようになる。
Ｘ方向変位：（Ｘ１＋，Ｘ１−）、（Ｘ２＋，Ｘ２−）
Ｚ方向変位：（Ｚ１＋，Ｚ１−）、（Ｚ２＋，Ｚ２−）
各コイル３における２つの巻端（図示せず。）は、フレキシブルプリント基板２の表裏両面の導電路６を経て、端子電極部２ａに導出されている。

このような基板形センサ１０を円筒状に丸めると、（ｂ）に示すようになり、コイルＸ１＋及びＸ１−、並びに、Ｘ２＋及びＸ２−は、それぞれ、Ｘ方向に２個１組の存在となる。また、コイルＺ１＋及びＺ１−、並びに、Ｚ２＋及びＺ２−は、それぞれ、Ｚ方向に２個１組の存在となる。また、上段側及び下段側の各４個のコイルは、周方向の位相９０度ごとに配置されている。

図５は、丸めた状態のフレキシブルプリント基板２を支持し、かつ、その円筒形状を維持すべく、円筒状の支持部１１の内周面上に取り付ける状態を示す斜視図である。内周面にフレキシブルプリント基板２を固定するには、例えば、耐熱樹脂接着剤を使用することができる。支持部１１は、樹脂製であってもよいが、ここでは金属製とする。金属製の場合、機械的強度を容易に確保することができるので、樹脂製に比べて薄肉の支持部とすることができる。このことは、コンパクト化に寄与する。なお、支持部が金属製であっても、高周波信号（１００ｋＨｚ〜５００ｋＨｚ）でＬＣ回路を駆動することにより、変位検出に影響がないことが確認された。

支持部１１の内周面に固定されたフレキシブルプリント基板２の内側には、径方向の微小な隙間を確保して、検出対象物としての回転体１２が挿入される。この回転体１２とは例えば自動車の車軸等である。その場合、支持部１１は転がり軸受装置の固定輪に取り付けられ、可動輪に回転体（車軸）１２が取り付けられている。そして、上記の隙間は、転がり軸受装置によって維持される。

図６の（ａ）は、支持部１１の図示を省略して、フレキシブルプリント基板２の内側に回転体１２が挿通されている状態の基板形センサ１０を示す斜視図である。（ｂ）は、これを回転体１２の軸方向から見た図である。フレキシブルプリント基板２と回転体１２の表面との間には径方向へのギャップがあり、このギャップの変化によって、前述のインダクタンスＬ，キャパシタンスＣが変化する。従って、車輪に荷重が作用した際に発生する車軸の径方向の変位を、前述の出力の変化として検出することができる。

図７は、基板形センサ１０のコイル３に信号処理回路１７を接続した変位センサ装置２０の回路構成の一例を示す回路図である。このような信号処理回路１７（但し、発振回路１３を除く。）は、フレキシブルプリント基板２に実装することが可能である。
各コイルは前述のように等価的にはＬＣ回路であり、発振回路１３から抵抗１４を介して所定の発振周波数ｆ０の交流信号が供給される。ＬＣ回路の出力はインピーダンス変換を行うバッファ回路（電圧フォロワ回路）１５を経て、差動増幅回路１６に入力される。

差動増幅回路１６は、対を成す２つのＬＣ回路からの信号電圧の差をとることで信号の線形化を行い、かつ、増幅を行う。線形化によって、回転体１２の径方向への変位を正確に検出することができる。すなわち、軸方向に直交する方向にコイルを２個１組で設け、出力の差をとることで、回転体１２の径方向への変位を正確に検出することができる。差動増幅後の信号は、Ｘ方向の２出力（Ｘ１，Ｘ２）と、Ｚ方向の２出力（Ｚ１，Ｚ２）として出力される。これらの４出力に基づいて、ＥＣＵ（図示せず。）は車輪に作用する荷重を求める。また、同じ方向の２出力に基づいて、モーメント荷重を求めることができる。

以上の変位センサ装置２０によれば、コイル３のインダクタンスを、フレキシブルプリント基板２上に形成された渦巻のターン数によって確保することができるので、コイルの厚さ寸法の増大を抑制することができる。
また、コイル３の導電部と回転体１２との間にキャパシタンスが現れるので、別途、回路部品としてのコンデンサを用意することなく、ＬＣ回路を構成することができる。
また、１つの基板に必要数のコイル３を設けることができ、それによって、僅か１枚のフレキシブルプリント基板２に必要な機能を集約することができる。
また、このような構造の偏にセンサ装置２０は、軽量・コンパクトであるので、転がり軸受装置内部の狭い空間への装着が容易である。

次に、転がり軸受装置の固定輪と可動輪との間に変位センサ装置が取り付けられた第１実施形態に係る転がり軸受装置について説明する。
図８は、転がり軸受装置の一種であるハブユニットの断面図である。このハブユニット１００は車両の駆動輪用に取り付けられるものであり、取り付けられた状態では、図８における右側が車両のアウター側（車両の外側）であり、左側が車両のインナー側（車両の内側）である。図８において、ハブユニット１００の中心軸Ｃに沿った方向をＹ方向とし、これに直交する紙面に垂直な方向をＸ方向とし、Ｙ方向及びＸ方向の双方に直交する鉛直方向をＺ方向とする。従って、このハブユニット１００が自動車に取り付けられた状態においてＸ方向は車輪の前後水平方向となり、Ｙ方向は車輪の左右水平方向（軸方向）となり、Ｚ方向は上下方向となる。

このハブユニット１００は、固定輪である外輪１０１が、転動体１０４を介して、可動輪である内軸１０２及び内輪１０３を回転自在に支持している。内輪１０３は、内軸１０２の車両インナー側にあって、内軸１０２に外嵌されている。内軸１０２には等速ジョイント１０５の軸部１０５ａが挿嵌（スプライン嵌合）され、ナット１０６により固定されている。また、この固定により、内軸１０２、内輪１０３及び等速ジョイント１０５が相互に固定されている。等速ジョイント１０５はドライブシャフト１０７により駆動され、内軸１０２及び内輪１０３と共に回転する。転動体１０４は、周方向に複数個配置された玉からなる複列（２列）の構成となっている。各列の玉は保持器（図示せず。）によって周方向に所定間隔で保持されている。

外輪１０１は、筒状部１０１ａと、この筒状部１０１ａの一部の外周面から径方向外方へ伸びたフランジ部１０１ｂとを有している。このフランジ部１０１ｂは、車体側の固定部材（図示せず。）に固定され、これによってハブユニット１００が車体に固定される。内軸１０２は、外輪１０１内に挿通される主軸部１０２ａと、車両アウター側にあって径方向外方へ延びるフランジ部１０２ｂとを有している。このフランジ部１０２ｂが、車輪のホイールやブレーキディスクの取付部となる。なお、内輪１０３は、前述の回転体１２（図５，図６）に相当する部分である。

外輪１０１の軸方向における車両インナー側の端部近傍には、外輪１０１と内輪１０３との間の径方向隙間を塞ぐ環状のシール（パックシール）１０８が装着されている。
変位センサ装置２０は、軸方向においてシール１０８と車両インナー側の転動体１０４との間にあって、外輪１０１の内周面に取り付けられている。変位センサ装置２０は、検出対象物である内輪１０３の径方向変位を非接触で検出することができる。

図９は、変位センサ装置２０の斜視図である。また、図１０は、変位センサ装置２０の分解斜視図である。図１０において、変位センサ装置２０は、支持部２１と、基板部２２とによって構成されている。支持部２１は、全体としてリング状であり、その軸方向から見た形状は、外周側は外輪１０１（図８）の内周面に嵌合させるための円形（円筒面）、内周側は、基板部２２を支持するための多角形となっている。すなわち、支持部２１の内周面は平面の集合体で構成されている。このようにして、支持部２１の内周側に、平面を形成することができる。また、支持部２１の外周側はそのまま、外輪１０１の内周面に嵌合させることができる。

また、支持部２１の軸方向端面には基板部２２を係合させ、かつ、位置決めするための凹凸が形成されており、凹部に着目すると、周方向の９０度ごとにそれぞれ、凹部２１ａと、凹部２１ｂとが形成されている。これらの凹部２１ａ，２１ｂは、軸方向反対側の端面にも形成されているが、ここでは、図示を省略している。なお、凹部２１ａが形成されている所の内周面は、１つの平面部２１ｃであり、凹部２１ｂが形成されている所の内周面は、２つの平面部２１ｄ又は３つの平面部２１ｅとなっている。

一方、基板部２２は、１枚の細長いフレキシブルプリント基板２３（ポリイミド製）と、その背面（外周側）に、接着剤によって貼り付けられた複数の補強部材２４〜２７とによって構成されている。補強部材２４〜２７は金属板を「コ」の字状に形成したもので、材質としては、例えば、ＳＵＳ３０４Ｌ等のばね材が使用される。ＳＵＳ３０４Ｌは、加工後も非磁性であり、線膨張係数がポリイミドに近い点において好ましい。背面に補強部材２４〜２７が貼り付けられた箇所は平面部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄとなり、これら複数の平面部は、曲げ部分２３ｅを介して１本の連続したベルト状の立体形状を成している。平面部２３ａは、コイルが設けられる部分であり（詳細後述）、検出対象物たる内輪１０３（図８）に対して径方向に対向する。
基板部２２の全長は支持部２１の内周より短く、当該内周の３／４周以上であるが、１周には満たない。この場合、コイルを９０度ごとに配置して、互いに直交する２方向のセンサを構成しつつ、無駄のない最も短いフレキシブルプリント基板とすることができる。

上記補強部材２４は、支持部２１の平面部２１ｃ及び凹部２１ａに密着して取り付けられる。補強部材２５は、支持部２１の平面部２１ｄ及び凹部２１ｂに密着して取り付けられる。また、補強部材２６，２７はそれぞれ、支持部２１の平面部２１ｅ及び凹部２１ｂに密着して取り付けられる。このようにして基板部２２が支持部２１に取り付けられる（図９）。

図１１は、平面に展開した状態での基板部２２と、これに搭載されるコイルその他電子部品の回路図との対応関係を示す図である。図において、フレキシブルプリント基板２３の中央には、外部との接続のための扁平リード部２８が設けられている（図９，図１０では省略している。）。フレキシブルプリント基板２３は複層化されており、少なくとも表裏の２層に所望の回路パターンを構成することができる。扁平リード部２８もフレキシブルプリント基板でできており、非常に薄いものである（例えば０．２ｍｍ）。また、扁平リード部２８のフレキシブルプリント基板には、基板部２２から導出される導電路のパターンが形成されている。
図１１において、フレキシブルプリント基板２３の４箇所の平面部２３ａには、図４の要領で、８個のコイル３（Ｘ１＋，Ｚ１＋，Ｘ１−，Ｚ１−，Ｘ２＋，Ｚ２＋，Ｘ２−，Ｚ２−）が設けられている。コイル３は、例えば、図の表面側（紙面側）の第１層に設けられている。

抵抗１４及びバッファ回路１５（オペアンプ）は、４箇所の平面部２３ｂ，２３ｄに設けられている。また、４つの差動増幅回路１６（オペアンプ）は、平面部２３ｃに集約して設けられている。これらの電子部品は、絶縁物としてのフレキシブルプリント基板２３上に実装されている。実装された電子部品同士や、これらをコイル３と繋ぐ接続用電路は、主として裏面側の第２層に設けられる。コイル３の２つの巻端は、スルーホール（図示せず。）を通って第２層に導出されている。また、その他のスルーホールも含めて、全てのスルーホールは平面部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄのいずれかに設けられている。曲げ部分２３ｅには電子部品やスルーホールは一切設けられず、接続用電路のみが設けられている。なお、第１層、第２層の表面には絶縁コーティングが施される。

このような複層化により、小さい面積でも多くの回路等を構成することができ、コンパクトな基板を構成することができる。また、スルーホールのある部分で曲げることは無くなることにより、曲げによるスルーホールの破損を防止することができる。一方、曲げ部分２３ｅにあるのは接続用電路のみであり、これらのみであれば曲げによる破損は生じにくい。

上記のように構成された変位センサ装置２０においては、フレキシブルプリント基板２３に渦巻状のコイル３や電子部品を設けることにより、センサ部分の柔軟性と薄さとを実現する。また、平面部２３ａ〜２３ｄを設けて、そこにコイル３や電子部品を設けることで、曲げによる電子部品の脱落やスルーホールの破損を防止する。基本的な組立構造は、補強部材付きのフレキシブルプリント基板２を支持部１１によって支持するだけであるので、簡素な構造となる。こうして、軽量・コンパクトで簡素な構造であって、しかも、実装上の不具合が生じにくい信頼性の高い構造の変位センサ装置２０を提供することができる。

また、平面部２３ａ〜２３ｅと背中合わせに補強部材２４〜２７が取り付けられ、当該補強部材が支持部２１の対応箇所に係合する構成により、予め、フレキシブルプリント基板２３に補強部材２４〜２７を取り付けることができ、例えば、両者をプレスしながら接着固定することが容易になる。すなわち、フレキシブルプリント基板２３を支持部２１に直接取り付けるよりも組立が容易である。また、補強部材２４〜２７により平面部２３ａ〜２３ｅの平面性が確保され、かつ、支持部２１との係合も実現されるので、構成の信頼性も高い。

次に、扁平リード部２８の配置について詳細に説明する。図１２は、図８の一部の拡大図である。図において、扁平リード部２８は、外輪１０１とシール１０８とが当接する部位を軸方向にくぐり抜けて外部へ出る。当該部位の外輪１０１には微小な深さ（例えば０．５ｍｍ）の溝１０１ｃが軸方向に形成されており、扁平リード部２８は、この溝１０１ｃを通すことができる。扁平リード部２８を通した溝１０１ｃには液体パッキン等が充填され、隙間が残らないように埋められる。

外輪１０１には、シール１０８を外側（車両インナー側）から保護する保護カバー（デフレクタ）２９が取り付けられている。保護カバー２９は図示のような断面を有し、全体としては環状の部材である。保護カバー２９の内周側は、等速ジョイント１０５の外周面に沿った円筒状部２９ｂとなっており、この円筒状部２９ｂによって、ラビリンスシールを構成している。
保護カバー２９の周方向の一箇所には扁平リード部２８を通過させる孔２９ａが形成されており、この孔２９ａを通過して外部へ引き出された扁平リード部２８の端部は、ハーネス３１のコネクタ３２と、接続部カバー３０内の閉鎖空間で互いに接続される。接続部カバー３０は例えば樹脂製であり、保護カバー２９に取り付けられている。

上記のような転がり軸受装置では、変位センサ装置２０からの扁平リード部２８が、フレキシブルプリント基板の使用により一定の薄さを実現するので、外輪１０１とシール１０８とが当接する部位を軸方向にくぐり抜けて外部へ出ることができる。
従って、転がり軸受装置の内部に設けられた変位センサ装置２０を外部のハーネス３１のコネクタ３２と接続するにあたって、扁平リード部２８を容易に軸方向の外部へ引き出すことができる。すなわち、内部に変位センサ装置２０を備えていても、リード部の導出に支障のない転がり軸受装置を提供することができる。

また、溝１０１ｃは、扁平リード部２８を通すことができる程度の微小な深さでよいので、加工が容易である。
また、保護カバー２９より内側（図１２における保護カバー２９より右側）にある扁平リード部２８の基端部は、シール１０８と共に保護カバー２９により保護され、保護カバー２９より外側にある扁平リード部２８の先端部は、接続部カバー３０により保護される。このようにして、扁平リード部２８の損傷を防止することができる。

なお、上記実施形態に係る転がり軸受装置における変位センサ装置２０は、外輪１０１の内周面に取り付けられるものとしたが、内輪が固定され、外輪が回転する構造の場合には内輪に取り付けることも可能である。
また、上記実施形態に係る転がり軸受装置における変位センサ装置２０は、フレキシブルプリント基板を用いた構成であるが、積層鋼板を用いたもの等、その他の構成であっても、コンパクト化して軸受装置の内部装着が可能であれば、リード部のみ上記の扁平リード部を採用して、同様に外部へ引き出すようにすればよい。

本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の変位センサ装置に使用する平面コイルの原理を説明する図である。 ＬＣ回路の周波数特性の一例を示すグラフである。 コイルの巻き方の他の例（実用的な例）を示す斜視図である。 基板形センサの展開図及び、これを円筒状に丸めた図である。 丸めた状態のフレキシブルプリント基板を円筒状の支持部の内周面上に取り付ける状態を示す斜視図である。 （ａ）は、支持部の図示を省略して、フレキシブルプリント基板の内側に回転体が挿通されている状態の基板形センサを示す斜視図であり、（ｂ）は、これを回転体の軸方向から見た図である。 基板形センサのコイルに信号処理回路を接続した変位センサ装置の回路構成の一例を示す回路図である。 転がり軸受装置の一種であるハブユニットの断面図である。 変位センサ装置の斜視図である。 変位センサ装置の分解斜視図である。 平面に展開した状態での基板部と、これに搭載されるコイルその他電子部品の回路図との対応関係を示す図である。 図８の一部拡大図である。

符号の説明

２ フレキシブルプリント基板
３ コイル
１１ 支持部
１２ 回転体（検出対象物）
２０ 変位センサ装置
２１ 支持部
２３ フレキシブルプリント基板
２８ 扁平リード部
２９ 保護カバー
２９ａ 孔
３０ 接続部カバー
３１ ハーネス
３２ コネクタ
１００ ハブユニット（転がり軸受装置）
１０１ｃ 溝
１０３ 内輪（検出対象物）
１０８ シール

Claims (4)

1. 転動体を介して固定輪に対して可動輪を回転自在に支持する転がり軸受装置であって、
   前記固定輪と可動輪との間の径方向隙間を、前記固定輪の軸方向の端部近傍で塞ぐ環状のシールと、
   軸方向において前記シールと転動体との間にあって、前記固定輪に取り付けられ、前記可動輪の変位を検出する変位センサ装置と、
   前記変位センサ装置から導出される導電路のパターンをフレキシブルプリント基板に形成して成り、前記固定輪とシールとが当接する部位を軸方向にくぐり抜けて外部へ出る扁平リード部と
   を備えたことを特徴とする転がり軸受装置。
2. 前記部位の前記固定輪には、前記扁平リード部を通すことが可能な微小な深さの溝が形成されている請求項１記載の転がり軸受装置。
3. 前記シールを外側から保護すべく前記固定輪に取り付けられ、前記扁平リード部を通過させる孔を有し、前記可動輪との間にはラビリンスシールを構成する保護カバーと、
   前記保護カバーの外側に取り付けられ、前記孔を通過して出てきた前記扁平リード部をハーネスのコネクタと接続するための閉鎖空間を提供する接続部カバーと
   を備えた請求項１又は２の記載の転がり軸受装置。
4. 前記変位センサ装置は、前記可動輪の変位を非接触で検出するものであって、
   前記可動輪に対向する複数の平面部が、曲げ部分を介して連続したベルト状の立体形状を成すフレキシブルプリント基板と、
   前記フレキシブルプリント基板を支持し、かつ、前記立体形状を維持する支持部と、
   前記平面部において導電部を渦巻状に形成して成り、渦巻面が前記可動輪と対向するコイルとを備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載の転がり軸受装置。

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