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
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Info
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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。
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
【0001】
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】
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erはΔer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eaはΔeaだけ変動する。
【0004】 図6において、比Δer/Δea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Δerは軸方向の空隙の変動Δea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】
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】
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】
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。
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。
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)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
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