JP3001766U - ころがり軸受の回転速度検出装置及びこれを備えたころがり軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンパクトで高性能なころがり軸受の回転速
度検出装置及びこれを備えたころがり軸受装置を提供す
ることを目的とする。 【構成】 磁力線集束器（１６）は、二つの集束分枝部
（１６ａ，１６ｂ）により軸方向にて限界づけられる筒
状部（１６ｃ）を有し、上記集束分枝部（１６ａ，１６
ｂ）は該筒状部（１６ｃ）に対し半径方向外方に位置
し、上記二つの集束分枝部（１６ａ，１６ｂ）の少なく
とも一方はその周囲に歯部を有し、転動体（３）寄りに
位置する磁束集束器の集束分枝部（１６ａ）が転動体の
列の方向に傾いている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ころがり軸受、例えばアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）に 接続される車輌の車輪用軸受の回転速度を検出する装置に関する。特に、軸受の 回転軌道輪に取り付けられるエンコーダが軸受の非回転軌道輪に取り付けられる センサと半径方向にて対向する半径方向検出形式の回転速度検出装置に関するも のである。

【０００２】

【従来の技術】

本願考案者は、軸受に組込まれるエンコーダとセンサを半径方向形式の配置と することが、軸受の内輪（内軌道輪）及び外輪（外軌道輪）が互いに正規の姿勢 から傾く傾向をもつ荷重を受ける軸受に対し特に有利であることに気がついてい た（軸受に姿勢に傾きが生ずると、内輪と外輪の軸線が最早一致せず、互いに小 さな角度をもつようになる。）。

【０００３】 図６の説明図によると、軸受の回転速度の検出を半径方向検出形式とするとよ い理由が良く理解できる。図６において、姿勢が正規の状態から傾いている軸受 の外輪と内輪が、傾斜角αをなすそれらの軸線Ｘ，Ｘ’によりそれぞれ表されて いる。軸受の回転せる外輪（又は内輪）に取り付けられたエンコーダは位置Ａ’ にあり、正規の位置Ａからずれている。半径方向検出形式の検出による場合、固 定されたセンサの検出面Ｂはエンコーダに対し半径方向に対面している。軸受が 回転したときには、センサとエンコーダとの間の空隙ｅ_rはΔｅ_rだけ変動する。 軸方向検出の場合には、非回転軌道輪に取り付けられたセンサは、回転するエン コーダに対し軸方向に対向する。軸受が回転したときセンサとエンコーダとの間 の空隙ｅ_aはΔｅ_aだけ変動する。

【０００４】 図６において、比Δｅ_r／Δｅ_aは三角法によるtan αの値に等しい。上記姿勢 の傾きによる傾斜角αは非常に小さく（通常１０°以下）、半径方向の空隙の変 動Δｅ_rは軸方向の空隙の変動Δｅ_aよりも明らかに小さい。その結果、軸受の内 輪及び外輪が相対的に傾いて回転したときの影響度は、半径方向検出の方が軸方 向検出におけるよりもはるかに小さい。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

公知の技術においては、ころがり軸受をもった装置の回転速度検出を、軸方向 検出形式及び半径方向検出形式の両方の形式をとっている場合があることが知ら れている。両形式は、単に組込まれる軸受の構造に都合の良い方が選択されてお り、軸受の内外輪が傾いて回転したときのことなどは考慮されていない。

【０００６】 例えば、フランス特許第2,675,862 号は、速度センサをもつころがり軸受につ いて言及している。検出装置は、軸受の回転軌道輪に取り付けられた多極リング と、軸受の非回転軌道輪に取り付けられるセンサを形成するように二つの磁力線 集束片に設けられたコイルとを有している。センサとエンコーダ（多極リング） は軸受の一端部にて軸方向でも半径方向でも対向できる。この検出装置は磁力線 集束片に関して特に複雑な構造を呈しており、装置の組立てのために軸受の外輪 に特殊加工を要するようになっていて全体としてかなりの大きさとなる。これに 加え、装置は、外部の環境から保護するためのシールを備えていない。

【０００７】 本考案の目的は、軸受の外輪と内輪の間の空間に組込むことができるように簡 単かつコンパクトな構造の、ころがり軸受の回転速度の半径方向検出を高性能の もとに行うことのできる装置を提供することにある。

【０００８】 本考案は、エンコーダとその支持部の異なる膨張時においてもエンコーダに内 部応力がもたらされないような、ころがり軸受の回転速度の半径方向検出を行う 装置を提供することも目的としている。

【０００９】 さらには、センサとエンコーダをシール手段によって外部環境から好ましい状 態で隔離できる、ころがり軸受の回転速度の半径方向検出を行う装置を提供する ことをも目的とする。

【００１０】 そして、最後に、本考案は、ころがり軸受の回転速度の半径方向検出を行う装 置がビルトイン形式で組込まれた軸受を提供することも目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段、作用及び考案の効果】

本考案によると、ころがり軸受の回転速度検出装置は、軸方向に磁化された多 極リングを有し軸受の回転軌道輪に取り付けられたエンコーダ要素と、Ｕ字状断 面の環状磁力線集束器内にて巻回されたコイル及び軸受の非回転軌道輪に取り付 けられたセンサホルダを備えるセンサ要素とを有し、多極リング及びセンサ要素 は空隙をもって互いに半径方向で対向するように配置されている。

【００１２】 本考案では、磁力線集束器は、二つの集束分枝部により軸方向にて限界づけら れる筒状部を有し、上記集束分枝部は該筒状部に対し半径方向外方に位置してい る。上記二つの集束分枝部の少なくとも一方は、周方向で交互に異極性となるよ うに軸方向に磁化された多極リングに対向するように半径方向に指向する周囲部 に歯部を有している。軸受の転動体寄りに位置する磁束集束器の集束分枝部は転 動体の列の方向に傾いていて、受動センサの誘導コイルの巻数を多くするために 、軸受の内輪と外輪との間の使用可能空間を最大限使用できるようにしている。

【００１３】 好ましくは、センサ要素は多極リングの半径方向内方で該多極リングと同心に 配設される。そして多極リングは、該多極リングが取り付けられている管状の軸 方向部を含む環状の金属サポートの半径方向内方に位置する。

【００１４】 さらに好ましくは、多極リングが受動センサ（コイルと磁力線集束器との組立 体）よりも軸方向にて大きい範囲にわたり形成されている。

【００１５】 また、例えば摺接リップ形式のシールによって、センサが軸受外部から隔離さ れているようにすることもできる。

【００１６】

【実施例】

以下、添付図面にもとづき、本考案の実施例を説明する。なお、本考案は図示 の実施例に限定されず、種々変形可能である。

【００１７】 図１に見られるように、第一実施例では、本考案が車輪用軸受に適用されてい る例が示されている。軸受は、回転せる外輪（回転軌道輪）１と、二分割形成さ れ側端面同士で軸方向に結合された非回転の内輪（非回転軌道輪）２と、上記外 輪１と内輪２との間で保持器４により周方向に分布配置された二列の玉（転動体 ）３とを有している。回転せる外輪１は、玉３に作用する荷重を受ける軌道面を 有する筒状軸受部５と、外周部にて車輪やブレーキディスク（図示せず）の取付 け用としてねじやボルトを通すための軸方向貫通孔７，８が形成されている環状 カラー部６とを有している。 る。

【００１８】 軸受は、軸受の外輪１の回転速度を示す電気信号を得るために、半径方向検出 形式の軸受の回転速度検出装置９を備えている。そして、上記電気信号はかかる 装置を備えている車輌の信号処理装置に送られる。

【００１９】 図２に見られるように、回転速度検出装置９は、外輪１の筒状軸受部５の端部 で筒状面（内面）５ａに保持されたエンコーダ要素１０と、非回転の内輪２の筒 状面（外面）２ａに取り付けられたセンサホルダ１２によって内輪２に保持され たセンサ要素１１とを有している。エンコーダ要素１０は、多極リング１３の固 着を強固にするために周方向に分布して設けられた複数の孔１４ａをもつ管状を なす金属サポート１４の内面に、例えば成形フェライト（plastoferrite）をモ ールドして得られる、軸方向に磁化された多極リング１３を有している。上記管 状の金属サポート１４は回転せる外輪１の筒状面５ａに取り付けられている。セ ンサ要素１１は、コイル１５と、Ｕ字状断面で環状をなす磁力線集束器１６とを 有し、該磁力線集束器１６の集束分枝部１６ａと１６ｂが、巻回された誘導コイ ル１５を該磁力線集束器１６の内部に収容できるように形成されている。

【００２０】 磁力線集束器１６は軸方向に延びる筒状部１６ｃを有し、該筒状部１６ｃの両 端が、実質的に半径方向外方に延びる集束分枝部１６ａ，１６ｂにより限界づけ られている。一方の集束分枝部１６ａは軸受の玉３の列に寄った位置に設けられ ている。外輪１，内輪２そして該集束分枝部１６ａに隣接せる玉３の列との間に 形成される空間を十分に活用するように、上記集束分枝部１６ａは玉３の列の方 に傾いている。磁力線集束器１６の他方の集束分枝部１６ｂは、ほぼ半径方向に 延出して外周部に歯部を有し、該外周部は多極リング１３に対向している。

【００２１】 多極リング１３はセンサ要素１１よりも軸方向において広い範囲にわたってい る。これは集束分枝部１６ａ，１６ｂの間の軸方向間隔が多極リング１３の軸方 向長さよりも短いことを意味している。軸方向にて多極リング１３がセンサ要素 １１よりも十分に長いということは、軸受が正規の姿勢から傾いたとき（図６参 照）に検出の性能に影響をもたらすことなく、センサ要素１１とエンコーダ要素 １０との間の若干の相対的軸方向変位を許容できるということである。センサ要 素１１は多極リング１３の内部に同心に配置され、それらの間に半径方向の空隙 が形成されている。

【００２２】 センサホルダ１２は、好ましくは、取付けのためのそして機械的強度向上のた めに、環状金属部材１７にプラスチックのモールドを行うことにより作られるよ うにするのが良い。センサホルダ１２は、好ましくは接続ヘッド１８（図１参照 ）を有し、軸受内に組込まれる回転速度検出装置９と図示せぬ外部の信号処理装 置との間の電気的接続が行われる。

【００２３】 センサホルダ１２は、回転せる外輪１の筒状軸受部５の軸方向端部に対して非 接触で外側から覆うようになっている管状部１９を有している。上記外輪１の筒 状軸受部５の外周面５ｂには、軸受の外部に対して回転速度検出装置９をシール するために、摺接リップをもった環状のシール２１を備えた環状の金属サポート ２０が嵌着されており、上記摺接リップはセンサホルダ１２の環状金属部材１７ が内方位置で屈曲形成された環状部分と摺接して協働する。シール２１の金属サ ポート２０は、さらに該金属サポート２０とセンサホルダ１２の管状部１９との 間にラビリンスシールを形成し、外部にて飛散する異物がシール２１の内部に進 入することを阻止している。

【００２４】 図３は回転速度検出装置９の他の変形例を示している。図２のものと比較する と、エンコーダ要素１０の構造においてのみ相違している。該エンコーダ要素１ ０の金属サポート１４が取付けのための管状部２２ａをもつ環状の金属サポート ２２に代わっている。これは図２の金属サポート１４に対応するもので、内面に 多極リング１３がモールドされている軸方向部としての第二管状部２２ｃにつな がっている。上記金属サポート２２の第二管状部２２ｃは、管状の金属サポート ２２における多極リング１３の固定をより確実にするための孔２２ｄを周方向の 複数位置に有している。エンコーダ要素１０の構造は、軸受の外輪１とプラスチ ック製の多極リング１３との間の直接接触を防止しており、こうすることにより 、各部材の間での異なる熱膨張に起因する内部応力を低くすることを可能として いる。

【００２５】 図４及び図５は本考案の第二実施例を示しており、上述の第一実施例と完全に 比較できる。本実施例では、軸受は車輌の車輪ハブ用として特別に設計されたも のではない。軸受は、非回転の外輪（非回転軌道輪）２３と、二つに分割形成さ れ互いに側端面で組合せられた状態で、図示しない回転軸に取り付けられた内輪 （回転軌道輪）２４と、外輪２３と内輪２４との間に配された転動体としての玉 ２５とを有している。軸受の一端（図４において左端）は従来のシール２６によ りシールされており、軸受の他端に、軸受の回転速度を検出するための半径方向 検出形式の回転速度検出装置が設けられている。

【００２６】 エンコーダ要素１０は、多極リング１３と金属サポート２８とを有し、該金属 サポート２８は取付けのための管状部２８ａと、転動体としての玉２５の列の方 向に傾いた径方向部２８ｂと、内面に多極リング１３がモールドされた管状の軸 方向部２８ｃとから成っている。該管状の軸方向部２８ｃは多極リングの固定を 確実にするための孔２８ｄを周方向の複数位置に有している。金属サポート２８ の径方向部２８ｂの傾斜は、玉２５の列の近傍における空間を利用して多極リン グ１３とセンサ要素１１の軸方向寸法を大きくできるようにしている。センサ要 素１１は、誘導コイル１５と、前述の構造に類似する磁力線集束器１６とを有し ている。センサ要素１１は、半径方向に空隙をもって多極リング１３の内部に同 心に配されている。センサホルダ１２は、取付けのための金属インサート２９と 、接続ヘッド１８と、シール３１のための金属サポート３０とを有し、該金属サ ポート３０はセンサホルダ１２の中に取り付けられている。

【００２７】 組立ての際、エンコーダ要素１０は、金属サポート２８の取付けのための管状 部２８ａによって、回転せる内輪２４の円筒状の外周面２４ａに取り付けられる 。センサホルダ１２は、金属インサート２９によって、外輪２３の円筒状の内周 面２３ａに取り付けられる。シール３１は摺接リップの形式となっていて、管状 部２８ａとエンコーダ要素１０の金属サポート２８の径方向部２８ｂの間で曲げ られた部分と協働する。

【００２８】 エンコーダ要素１０とセンサ要素１１とによって構成される組立体は転動体た る玉３，２５の一方の列の片側にて、外輪１，２３と内輪２，２４との間に形成 される空間内に収容される。この考案によると、回転速度検出装置の組込のため に軸受の軌道輪に特別な加工をする必要がなく、十分なる性能そしてパワーの出 力信号を得ることができる。多極リング１３は軸方向に磁化された磁極Ｓ，Ｎを 有し、磁力線集束器１６の集束分枝部１６ａ，１６ｂの端部に対向するようにな る。磁力線集束器１６の一方の集束分枝部１６ａをこれに隣接せる玉３，２５の 方向に傾斜させた半径方向検出形式とすることにより、空間を最大限使用でき、 誘導コイル１５の寸法及び巻数を最適（出力信号のパワーを最適）にすることが でき、また、多極リング１３とセンサ要素１１との間の空隙が軸受の正規の姿勢 からのずれにより変動する量を極力小さく抑制することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一実施例装置の縦断面図である。

【図２】図１装置の要部拡大断面図である。

【図３】図２装置の変形例を示す断面図である。

【図４】第二実施例装置の縦断面図である。

【図５】図４装置の要部拡大断面図である。

【図６】軸受が正規の姿勢からずれたときの、回転速度
検出装置のセンサとエンコーダ間の半径方向及び軸方向
における空隙の変動の様子を示す図である。

【符号の説明】

１ 回転軌道輪 ２ 非回転軌道輪 ３ 転動体 ５ａ 筒状面 １０ エンコーダ要素 １１ センサ要素 １２ センサホルダ １３ 多極リング １４ 金属サポート，軸方向部 １４ａ 孔 １５ コイル １６ 磁力線集束器 １６ａ 集束分枝部 １６ｂ 集束分枝部 １６ｃ 筒状部 １７ 環状金属部材 ２０ 金属サポート ２２ 金属サポート ２２ａ 管状部 ２２ｂ 径方向部 ２２ｃ 軸方向部（第二管状部） ２２ｄ 孔 ２４ 回転軌道輪 ２５ 転動体 ２８ 金属サポート ２８ａ 管状部 ２８ｂ 径方向部 ２８ｃ 軸方向部 ２８ｄ 孔 ３０ 金属サポート ３１ シール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 クロード シャロール フランス共和国、37390 サーン ローシ ュ、 ル ドゥ ラベニール 10 (72)考案者 クリストファー オーデアール フランス共和国、37000 トゥール、 ル ジョルジュ ブラセン 14

Claims (10)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に磁化された多極リング（１３）
   を有し軸受の回転軌道輪（１，２４）に取り付けられた
   エンコーダ要素（１０）と、Ｕ字状断面の環状磁力線集
   束器（１６）内にて巻回されたコイル（１５）及び軸受
   の非回転軌道輪（２，２３）に取り付けられたセンサホ
   ルダ（１２）を備えるセンサ要素（１１）とを有し、多
   極リング及びセンサ要素は空隙をもって互いに半径方向
   で対向するように配置されているものにおいて、磁力線
   集束器（１６）は、二つの集束分枝部（１６ａ，１６
   ｂ）により軸方向にて限界づけられる筒状部（１６ｃ）
   を有し、上記集束分枝部（１６ａ，１６ｂ）は該筒状部
   （１６ｃ）に対し半径方向外方に位置し、上記二つの集
   束分枝部（１６ａ，１６ｂ）の少なくとも一方はその周
   囲に歯部を有し、転動体（３，２５）寄りに位置する磁
   束集束器の集束分枝部（１６ａ）が転動体の列の方向に
   傾いていることを特徴とするころがり軸受の回転速度検
   出装置。
2. 【請求項２】 センサ要素（１１）が多極リング（１
   ３）の半径方向内方で該多極リングと同心に配設され、
   多極リングが環状の金属サポート（１４，２２，２８）
   の管状の軸方向部（１４，２２ｃ，２８ｃ）に取り付け
   られていることとする請求項１に記載のころがり軸受の
   回転速度検出装置。
3. 【請求項３】 管状の軸方向部は、多極リング（１３）
   の固着のための孔（１４ａ，２２ｄ，２８ｄ）を周方向
   に複数形成されていることとする請求項２に記載のころ
   がり軸受の回転速度検出装置。
4. 【請求項４】 管状の軸方向部は、軸受の回転軌道輪
   （１）の上に直接取り付けられた金属サポート（１４）
   を有していることとする請求項２又は請求項３に記載の
   ころがり軸受の回転速度検出装置。
5. 【請求項５】 金属サポート（２２，２８）は、軸受の
   回転軌道輪（１，２４）の筒状面（５ａ）への取付けの
   ための管状部（２２ａ，２８ａ）と、多極リング（１
   ３）を支持する管状の軸方向部（２２ｃ，２８ｃ）を管
   状部に接続するための径方向部（２２ｂ，２８ｂ）とを
   有していることとする請求項２又は請求項３に記載のこ
   ろがり軸受の回転速度検出装置。
6. 【請求項６】 多極リング（１３）がセンサ要素（１
   １）よりも軸方向にて大きい範囲にわたり形成されてい
   ることとする請求項１ないし請求項５のうちの一つに記
   載のころがり軸受の回転速度検出装置。
7. 【請求項７】 摺接リップをもつシール（２１，３１）
   が、エンコーダ要素（１０）により形成された組立体及
   びセンサ要素（１１）を軸受外部から隔離していること
   とする請求項１ないし請求項６に記載のころがり軸受の
   回転速度検出装置。
8. 【請求項８】 シール（２１）は、軸受の回転軌道輪
   （１）に嵌着されるように露呈している環状の金属サポ
   ート（２０）に取り付けられており、シールリップがセ
   ンサホルダ（１２）の一部をなす環状金属部材（１７）
   と協働していることとする請求項７に記載のころがり軸
   受の回転速度検出装置。
9. 【請求項９】 シール（３１）は、センサホルダ（１
   ２）に固着された環状の金属サポート（３０）に取り付
   けられており、エンコーダ要素（１０）の金属サポート
   （２８）と協働していることとする請求項７に記載のこ
   ろがり軸受の回転速度検出装置。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし請求項９のうちの一つ
    に記載の、非回転軌道輪に対する回転軌道輪の回転速度
    検出装置（９，２７）を備えたころがり軸受装置。