JP3632338B2 - 回転速度検出装置付転がり軸受ユニット - Google Patents

回転速度検出装置付転がり軸受ユニット Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、アンチロックブレーキシステム(ABS)、或はトラクションコントロールシステム(TCS)に組み込んで、自動車の車輪の回転速度を検出する為に利用する。
【0002】
【従来の技術】
自動車のアンチロックブレーキシステム(ABS)、或は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、車輪の回転速度を検出する必要がある。この為の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットが、例えば米国特許第5200697号明細書等に記載されている様に、従来から各種知られている。図5は、この米国特許明細書に記載された構造を示している。
【0003】
円環状の永久磁石を含んで構成されるエンコーダ1は、図示しない回転輪に、この回転輪と同心に支持されて、この回転輪と共に回転する。このエンコーダ1の側面には、S極とN極とを円周方向に亙って交互に且つ等ピッチで配置している。一方、図示しない静止輪に上記回転輪と同心に支持されて回転する事のないセンサは、磁性材製のステータ2を含んで構成される。このステータ2の両端縁にはそれぞれ、突出部3a、3bと切り欠き4a、4bとを円周方向に亙り交互に、且つ上記エンコーダ1に設けたS極及びN極と等ピッチで設ける事により、櫛歯状端縁部5a、5bを形成している。円周方向に亙るこれら両櫛歯状端縁部5a、5bの位相は、互いに半ピッチ分だけずれている。従って、例えば一方の櫛歯状端縁部5aを構成する突出部3a、3aがS極に対向する瞬間には、他方の櫛歯状端縁部5bを構成する突出部3b、3bがN極に対向する。この結果上記ステータ2には、上記エンコーダ1の回転に伴って交番磁束が流れる。
【0004】
上記ステータ2には、図示しないコイルを添設する事により、パッシブ型のセンサを構成する。このコイルには、上記交番磁束に対応して、交互に逆方向の電圧が惹起される。この電圧が変化する周波数は、上記エンコーダ1の回転速度に比例する。従って、上記コイルに惹起される電圧を上記センサの出力信号として取り出し、ABSやTCSの制御器に送れば、これらABSやTCSを制御できる。尚、転がり軸受ユニットへの組み付け時に上記ステータ2は、回転しない内輪の端部に外嵌固定する。
【0005】
上述の様に構成され作用する従来構造の場合には、ステータ2を切削加工により形成しなければならず、このステータ2並びにこのステータ2を組み込んだ回転速度検出装置付転がり軸受ユニットのコストが嵩んでしまう。ステータを、軟鋼板等の磁性金属板にプレス加工を施す事により形成した素子を組み合わせて造れば、コスト低減を図れる。但し、図5に示した従来構造の場合には、櫛歯状端縁部5a、5bを形成した部分を、互いに同心の円筒状に形成しており、プレス加工により造った部材を組み合わせて構成する事に適した形状ではない。
【0006】
【先発明の説明】
この様な事情に鑑みて、本発明者は先に、図6に示す様なセンサ6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関する発明をなした。この先発明に係るセンサ6は、それぞれが軟鋼板にプレス加工を施す事により全体を円環状に形成した、第一、第二のステータ素子7、8を組み合わせて成る。このうち、第一のステータ素子7は、円筒部9及びこの円筒部9の軸方向一端縁(図6の左端)から直径方向外方(図6の上方)に折れ曲がった円輪部10を有する、断面L字形に形成したものである。又、上記第二のステータ素子8は、内周縁部(図6の下端縁部)に短円筒部11を形成して成る。又、これら第一、第二のステータ素子7、8の外周縁部(図6の上端縁部)は、互いに近づく方向に直角に折り曲げている。そして、上記第一、第二のステータ素子7、8の外周縁部でこれら各折り曲げ部を含む部分に、それぞれ櫛歯状端縁部5a´、5b´を形成している。
【0007】
それぞれを上述の様に構成する第一のステータ素子7と第二のステータ素子8とは、第一のステータ素子7を構成する円筒部9の軸方向他端部(図6の右端部)を第二のステータ素子8を構成する短円筒部11に外嵌する事により互いに組み合わせて、ステータ2aとする。そして、この様に組み合わせた状態で、これら両ステータ素子7、8により三方を囲まれる部分にコイル12を装着する。又、この状態では、上記両櫛歯状端縁部5a´、5b´の位相を、これら両櫛歯状端縁部5a´、5b´を構成する突出部3a´、3b´及び切り欠き4a´、4b´の半ピッチ分だけずらせている。回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを組み立てた状態で、上記センサ6は、エンコーダ1aを構成する円筒状の永久磁石13の内周面に、微小隙間14を介して対向する。この永久磁石13の内周面には、S極とN極とを円周方向に亙って交互に、且つ等ピッチで配置している。従って、上記エンコーダ1aの回転に伴って上記ステータ2aには交番磁束が流れ、上記コイル12に交番電流(交流)が流れる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上述した先発明の構造によれば、ステータ2a並びにこのステータ2aを組み込んだ回転速度検出装置付転がり軸受ユニットのコスト低減を図れる。但し、小型でしかも大きな出力を得られるセンサを実現すべく、次の様な点を改良する事が望まれている。即ち、図6に示した先発明の構造よれば、第一のステータ素子7を構成する円筒部9の内周面よりも更に直径方向内側に、第二のステータ素子8を構成する短円筒部11が突出する。これら第一、第二のステータ素子7、8を含むセンサ6は、例えば回転輪の一部に固定したナット15の周囲等に配置する場合が多い。
【0009】
図6に示した構造の場合には、センサ6とナット15等との干渉を防止すべく、上記短円筒部11を位置決めすると、上記円筒部9及びこの円筒部9の周囲に配置したコイル12の内径が大きくなる。この様にコイル12の内径が大きくなる分、このコイル12の断面積が小さくなり、このコイル12を構成する導線の巻き数が少なくなって、このコイル12に惹起される電圧、即ち、上記センサ6の出力を確保する事が難しくなる。言い換えれば、図6に斜格子で示した、上記円筒部9の内側部分の有効利用を図れない。
本発明は、この様な事情に鑑み、無駄な空間をなくす事により、小型で且つ高性能の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの実現を可能にすべく発明したものである。
【0010】
【課題を解決する為の手段】
本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、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と同様に、回転輪と、静止輪と、複数の転動体と、エンコーダと、センサとを備える。
このうちの回転輪は、回転側周面に回転側軌道を有し、使用時に回転する。
又、静止輪は、上記回転側周面と対向する静止側周面に静止側軌道を有し、使用時に回転しない。
又、上記複数の転動体は、上記回転側軌道と上記静止側軌道との間に転動自在に設けて、上記静止輪に対する上記回転輪の回転を許容する。
又、上記エンコーダは、S極とN極とを円周方向に亙って交互に且つ等ピッチで配置した円環状の永久磁石を含んで構成し、上記回転輪の一部に、この回転輪と同心に固定している。
又、上記センサは、上記静止輪に支持してこのエンコーダを構成する永久磁石と対向するもので、磁性材製で上記回転輪及びエンコーダと同心に配置した、円環状のステータと、このステータに添設してこのステータ内を流れる磁束の変化に対応して電圧を惹起させるコイルとから構成している。
更に、上記ステータの両端縁部にそれぞれ複数ずつの突出部及び切り欠きを、円周方向に亙り交互に且つ上記エンコーダに設けたS極及びN極と等ピッチで設ける事により、それぞれ櫛歯状端縁部を形成している。そして、一方の櫛歯状端縁部を構成する各突出部がS極又はN極に対向する瞬間に、上記他方の端縁に形成した櫛歯状端縁部を構成する各突出部をN極又はS極に対向させる様に構成している。
特に、本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットに於いては、上記ステータは、それぞれが磁性材により円環状に形成した、第一、第二のステータ素子を組み合わせる事により構成している。そして、このうちの第一のステータ素子は、磁性板をプレス成形する事により、円筒部及びこの円筒部の軸方向一端縁から直径方向外方に折れ曲がった円輪部を有する断面L字形に形成したものとしている。又、上記第二のステータ素子は、上記円筒部の他端縁寄り部分に外嵌して、上記第一のステータと磁気的に導通したものとしている。更に、上記一方の櫛歯状端縁部は上記円輪部の外周縁部に、上記他方の櫛歯状端縁部は上記第二のステータ素子の外周縁部に、それぞれ形成している。
【0011】
【作用】
上述の様に構成される本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合、回転輪と共にエンコーダを構成する永久磁石が回転すると、ステータの両端縁に形成した各櫛歯状端縁部を構成する複数の突出部が対向する磁極が、交互に変化する。しかも、両櫛歯状端縁部を構成する各突出部が対向する磁極は互いに逆になる。即ち、或る瞬間には、一方の端縁に形成した櫛歯状端縁部を構成する総ての突出部がS極に対向し、他方の端縁に形成した櫛歯状端縁部を構成する総ての突出部がN極に対向する。そして、次の瞬間には、一方の端縁に形成した櫛歯状端縁部を構成する総ての突出部がN極に対向し、他方の端縁に形成した櫛歯状端縁部を構成する総ての突出部がS極に対向する。一方の端縁に形成した櫛歯状端縁部を構成する総ての突出部がS極に対向した瞬間にはステータ内に、他方の端縁から一方の端縁に向けて磁束が流れる。これに対して、一方の端縁に形成した櫛歯状端縁部を構成する総ての突出部がN極に対向した瞬間には上記ステータ内に、一方の端縁から他方の端縁に向けて磁束が流れる。従って上記ステータ内には、上記回転輪の回転に伴って交番磁束が流れる。この様にステータ内に交番磁束を流す為、少ない磁束の流れで大きな磁束の変化を得る事ができ、上記ステータ内で磁束が飽和しにくくなる。
【0012】
そして、この様にステータ内を流れる交番磁束に応じてコイルに、起電力が惹起される。この様にしてコイルに起電力が惹起されるが、一方の櫛歯状端縁部を構成する総ての突出部がS極に対向した瞬間と、この櫛歯状端縁部を構成する総ての突出部がN極に対向した瞬間とで磁束の流れ方向が逆になる事に伴い、上記コイルには、交互に逆方向の起電力が発生する。この為、電圧の最高値と最低値との差を十分に大きくできて、回転速度検出の精度を向上させる事ができる。
【0013】
特に、本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合には、前述した先発明の場合と同様に、センサのステータを構成する第一、第二のステータ素子を、軟鋼板等の磁性金属板にプレス加工を施す事により安価に造れる。従って、これら第一、第二のステータ素子により構成するステータ、並びにこのステータを組み込んだ回転速度検出装置付転がり軸受ユニットのコストを低減できる。
【0014】
更に、本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合、上記ステータには、第一のステータ素子を構成する円筒部の内周面から直径方向内方に突出する部分が存在しない。従って、この円筒部並びにこの円筒部の周囲に配置するコイルの内径を小さくできる。この結果、このコイルの断面積を、限られた設置スペース内で最大限大きくする事が可能になって、小型でしかも高性能の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを実現できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1〜3は、本発明の実施の形態の第1例を示している。本例は、非駆動輪(FR車の前輪、FF車の後輪)を支持する為の転がり軸受ユニットに、本発明を適用したものである。静止側周面である静止輪16の内周面には、それぞれが静止側軌道である複列の外輪軌道17、17を形成している。この静止輪16は、その外周面に形成したフランジ18(図1に一部のみを図示)により、懸架装置に支持自在としている。又、この静止輪16の内側には、回転輪19を配置している。回転側周面である、この回転輪19の外周面には、それぞれが回転側軌道である内輪軌道20、20を形成し、これら両内輪軌道20、20を、上記外輪軌道17、17と対向させている。そして、上記外輪軌道17、17と内輪軌道20、20との間に、それぞれ保持器21、21により転動自在に保持された複数の転動体22、22を設け、上記静止輪16の内側に回転輪19を、回転自在に支持している。尚、図示の例では、転動体として玉を示しているが、重量が嵩む自動車用の転がり軸受ユニットの場合には、転動体としてテーパころを使用する場合もある。又、上記回転輪19の外周面外端寄り部分で、上記静止輪16の外端開口部から突出した部分には、この回転輪19に車輪を固定する為のフランジ(図では、回転輪19の外寄り部分で、上記静止輪16の外端(車両への組み付け状態で、この車両の幅方向外側端を言い、図1の左端)開口部から突出した部分を含めて省略)を設けている。又、上記回転輪19の外端部外周面と静止輪16の外端部内周面との間には、シールリング(図示省略)を装着して、上記転動体22、22を設置した空間23部分の外端開口部を塞いでいる。尚、図示の例の場合は、ハブ24の内端部外周面に内輪25を外嵌する事により、上記回転輪19を構成している。即ち、上記内輪25を外嵌した状態で、上記ハブ24の内端部に形成した雄ねじ部26にナット15を螺合緊締し、上記内輪25を上記ハブ24に固定して、上記回転輪19を構成している。
【0016】
一方、上記回転輪19の内端部(車両への組み付け状態で、この車両の幅方向中央側端部を言い、図1の右端部)外周面には、全体を円環状に形成した、エンコーダ1aを外嵌固定している。このエンコーダ1aは、金属板をプレス成形する事により円筒状に造られた支持環27と、この支持環27の一部に支持固定された永久磁石13とから成る。このうちの支持環27は、円筒部28と、この円筒部28の軸方向外端縁(図1〜2の左端縁)から直径方向内方に折れ曲がった円輪部29とを備える。この円輪部29の外側面(図1〜2の左側面)で直径方向中間部には、上記金属板を180度折り返す事により、嵌合筒部30を形成している。この嵌合筒部30は、上記円筒部28と同心であり、自由状態での内径は、上記内輪25の内端部の外径よりも僅かに小さくしている。従って上記支持環27は、上記嵌合筒部30を上記内輪25の内端部に締まりばめにより外嵌する事により、上記回転輪19の内端部に固定自在である。又、この様に固定した状態で上記支持環27の円筒部28は、上記回転輪19と同心になる。
【0017】
上述した支持環27のうち、上記円筒部28の内周面には、上記永久磁石13を添着している。この永久磁石13の内周面にはS極とN極とを、円周方向に亙って交互に、且つ等ピッチで配置している。尚、上記支持環27をSPCC等の軟鋼板で製作し、ゴム磁石である上記永久磁石13を上記円筒部28の内周面に焼き付けにより固定すれば、支持環27と永久磁石13との結合強度が十分に大きなエンコーダ1aを、容易に製作できる。
【0018】
又、永久磁石13をゴム磁石で造る事により、この永久磁石13の厚さ寸法を小さくして、この永久磁石13の内径を大きくできる。これに対して、上記永久磁石13をプラスチック磁石とした場合には、この永久磁石13の厚さ寸法を小さくする事が難しくなり、この永久磁石13の内径が小さくなる。即ち、合成樹脂中にフェライト等の強磁性材の粉末を混入したプラスチック磁石を上記支持環27を構成する円筒部28の内周面にモールド成形した場合、合成樹脂と軟鋼板との熱膨張差により、温度上昇時にプラスチック磁石に圧縮方向の応力が、温度低下時に引っ張り方向の応力が、それぞれ加わる。この様な応力に基づいてプラスチック磁石製の永久磁石13に割れ等の破損が発生しない様にする為には、この永久磁石13の厚さT13を、上記円筒部28の内半径R28の1/10以上確保する(T13≧R28/10とする)必要がある。この様に永久磁石13の厚さT13を大きくし、この永久磁石13の内径を小さくすると、この永久磁石13の内側に設ける、後述するセンサ6aの外径が小さくなり、このセンサ6aの出力を確保する事が難しくなる。
【0019】
これに対して、上記永久磁石13を、ゴム中に強磁性材の粉末を混入したゴム磁石により造れば、この永久磁石13の厚さT13を上記円筒部28の内半径R28の1/10よりも十分に小さく(T13≪R28/10)できて、この永久磁石13の内径を大きくできる。即ち、プラスチック磁石に比べて大きな弾性を有する(伸縮の許容値が大きい)ゴム磁石には、温度変化に基づく熱膨張量の差に拘らず、大きな応力が加わる事はない。この為、上記永久磁石13の厚さT 13 小さくしても、十分な耐久性を確保できる。例えば、一般的な乗用車用の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットに実施する場合、上記永久磁石13の厚さT13を0.5〜1mm程度にできる。この結果、後述するセンサ6aの外径を大きくして、このセンサ6aの出力を確保する事が容易になる。
【0020】
又、上記静止輪16の内端開口部(図1の右端開口部)には、合成樹脂を射出成形して成る、有底円筒状のカバー31の外端開口部を内嵌固定し、前記静止輪16の内端開口を塞いでいる。尚、このカバー31の外端開口部には、ステンレス鋼板等により、断面L字形で全体を円環状に形成したスリーブ32を包埋している。そして、このスリーブ32を上記静止輪16の内端開口部に、締まり嵌めにより内嵌固定している。又、これら静止輪16とカバー31との嵌合部にはOリング36を介在させて、これら両部材16、31同士の嵌合部の水密保持を図っている。
【0021】
又、上記カバー31を構成する合成樹脂中には、円環状のセンサ6aを包埋している。このセンサ6aは、第一、第二のステータ素子7a、8aとコイル12とから構成している。このうち、第一、第二のステータ7a、8aは、それぞれを軟鋼板等の磁性金属板により円環状に造り、磁束の流れ方向に対して互いに直列に配置している。又、上記コイル12は、合成樹脂等の非磁性材により、外径側が開口した断面コ字形で全体を円環状に形成したボビン33に、導線を巻回して成る。この導線の両端部は、上記ボビン33の一部内側面にこのボビン33と一体に形成した取り出し部37を通じて、このボビン33外に取り出し、上記カバー31に一体に設けたコネクタ38の端子39に通じさせている。
【0022】
上記第一、第二のステータ素子7a、8aのうちの第一のステータ素子7aは、上記磁性金属板をプレス成形する事により、円筒部9及びこの円筒部9の軸方向一端縁である外端縁(図1〜6の左端縁)から直径方向外方に折れ曲がった円輪部10を有する、断面L字形に形成している。尚、上記円筒部9の軸方向長さL は、この円筒部9の内径D の1/4以下(L ≦D /4)としている。この理由は、上記第一のステータ素子7aを、プレス加工のうちでも特に低コストで実施できる、バーリング加工により造る為である。即ち、上記した条件(L ≦D /4)を満たせば、上記第一のステータ素子7aの加工を、加工サイクルが早い(加工時間が短い)バーリング加工でも、クラック等の損傷を発生する事なく行なえる。これに対して、上記円筒部9の軸方向長さL がこの円筒部9の内径D の1/4を越える(L >D /4)と、加工サイクルが遅い深絞り加工によらなければ、上記損傷が発生し易くなる。従って、より低コスト化を図る為には、上記円筒部9の軸方向長さL は、この円筒部9の内径D の1/4以下(L ≦D /4)にする事が好ましい。
【0023】
又、上記第二のステータ素子8aは、やはり上記磁性金属板をプレス成形する事により、円輪部34及びこの円輪部34の内周縁部から内方(図1〜3の右方)に向け直角に折れ曲がった短円筒部35を有する、断面L字形に形成している。そして、このうちの短円筒部35を、上記第一のステータ素子7aを構成する円筒部9の内端部に締まり嵌め若しくは隙間嵌で外嵌する事により、これら第一、第二のステータ素子7a、7b同士を、磁気的に導通した状態で組み合わせている。尚、上記第一のステータ素子7aを構成する円筒部9の一部、並びに上記第二のステータ素子8aの一部には、それぞれ切り欠き40a、40bを形成している。これら各切り欠き40a、40bは、それぞれ前記ボビン33の内側面に形成した取り出し部37との干渉を防止する役目を有する。又、これら両切り欠き40a、40bは、上記第一、第二のステータ素子7a、8aを組み合わせた状態で互いに整合する。
【0024】
更に、上記第一のステータ素子7aを構成する円輪部10及び第二のステータ素子8aを構成する円輪部34の外径側端縁部には、それぞれ複数ずつの突出部3A、3B及び切り欠き4A、4Bを円周方向に亙り交互に設ける事により、それぞれ櫛歯状端縁部5A、5Bを形成している。これら各櫛歯状端縁部5A、5Bを構成する、上記各突出部3A、3B及び切り欠き4A、4Bのピッチは、前記エンコーダ1aを構成する永久磁石13に設けたS極及びN極と等ピッチ(中心角ピッチ)としている。そして、これら各櫛歯状端縁部5A、5Bを、上記エンコーダ1aを構成する永久磁石13に、それぞれラジアル方向に亙る微小隙間14を介して対向させている。
【0025】
又、上記第一のステータ素子7aの外径側端縁部に形成した櫛歯状端縁部5Aと第二のステータ素子8aの外径側端縁部に形成した櫛歯状端縁部5Bとで、前記突出部3A、3B及び切り欠き4A、4Bの位相を、上記エンコーダ1aに設けたS極及びN極のピッチの半分だけずらせている。従って、上記第一のステータ素子7aの外径側端縁部に形成した櫛歯状端縁部5Aを構成する各突出部3A、3AがS極又はN極に対向する瞬間に、上記第二のステータ素子8aの外径側端縁部に形成した櫛歯状端縁部5Bを構成する各突出部3B、3BはN極又はS極に対向する。
【0026】
この為に図示の例では、第一、第二のステータ素子7a、8aと前記ボビン33との間に凹凸係合部を設けて、これら第一、第二のステータ素子7a、8aの外径側端縁部に形成した櫛歯状端縁部5A、5B同士の位相を規制している。即ち、前記取り出し部37と前記切り欠き40bとの係合により、上記ボビン33と第二のステータ素子8aとの位相を規制している。又、第一のステータ素子7aを構成する円輪部10に形成した係合孔41と上記ボビン33の外側面に突設した係合突部42との係合により、上記ボビン33と第一のステータ素子7aとの位相を規制している。
【0027】
上述の様に構成したセンサ6aは、前記カバー31を構成する合成樹脂の一部に包埋した状態で、前記静止輪16の内端開口部の内側に、この静止輪16と同心に支持固定する。この様に、カバー31を構成する合成樹脂中にセンサ6aを包埋支持する作業は、射出成形用の金型のキャビティ内に上記センサ6aをセットした状態で、上記キャビティ内に合成樹脂を射出する事により行なう。
【0028】
上述の様に構成される本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合、車輪を固定した回転輪19の回転に伴い、ステータの両端縁である第一、第二のステータ素子7a、8aの外径側端縁部に形成した、各櫛歯状端縁部5A、5Bを構成する、それぞれ複数ずつの突出部3A、3Bが対向する磁極(S極、N極)が、交互に変化する。しかも、上記両櫛歯状端縁部5A、5Bを構成する上記各突出部3A、3Bが対向する磁極は、互いに逆になる。
【0029】
即ち、或る瞬間には、第一のステータ素子7aの外径側端縁部に形成した櫛歯状端縁部5Aを構成する総ての突出部3A、3AがS極に対向し、第二のステータ素子8aの外径側端縁部に形成した櫛歯状端縁部5Bを構成する総ての突出部3B、3BがN極に対向する。そして、次の瞬間には、第一のステータ素子7aの外径側端縁部に形成した櫛歯状端縁部5Aを構成する総ての突出部3A、3AがN極に対向し、第二のステータ素子8aの外径側端縁部に形成した櫛歯状端縁部5Bを構成する総ての突出部3B、3BがS極に対向する。第一のステータ素子7aの外径側端縁部に形成した櫛歯状端縁部5Aを構成する総ての突出部3A、3AがS極に対向し、第二のステータ素子8aの外径側端縁部に形成した櫛歯状端縁部5Bを構成する総ての突出部3B、3BがN極に対向した瞬間には、第一、第二のステータ素子7a、8a内に、第二のステータ素子8aの外径側端縁部から第一のステータ素子7aの外径側端縁部に向けて磁束が流れる。これに対して、第一のステータ素子7aの外径側端縁部に形成した櫛歯状端縁部5Aを構成する総ての突出部3A、3AがN極に対向し、第二のステータ素子8aの外径側端縁部に形成した櫛歯状端縁部5Bを構成する総ての突出部3B、3BがS極に対向した瞬間には、第一、第二のステータ素子7a、8a内に、第一のステータ素子7aの外径側端縁から第二のステータ素子8aの外径側端縁に向けて磁束が流れる。従って上記第一、第二のステータ素子7a、8a内には、前記回転輪19の回転に伴って交番磁束が流れる。この様に上記第一、第二のステータ素子7a、8aに交番磁束を流す為、少ない磁束の流れで大きな磁束の変化を得る事ができ、これら第一、第二のステータ素子7a、8a内で磁束が飽和しにくくなる。
【0030】
そして、この様に第一、第二のステータ素子7a、8a内を流れる交番磁束に応じて前記コイル12に、起電力が惹起される。この様にしてコイル12に起電力が惹起されるが、例えば第一のステータ素子7aの外径側端縁部に形成した櫛歯状端縁部5Aを構成する総ての突出部3A、3AがS極に対向した瞬間と、この櫛歯状端縁部5Aを構成する総ての突出部3A、3AがN極に対向した瞬間とで磁束の流れ方向が逆になる事に伴い、上記コイル12には、交互に逆方向の起電力が発生する。この為、電圧の最高値と最低値との差を十分に大きくできて、回転速度検出の精度を向上させる事ができる。
【0031】
特に、本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合には、前記センサ6aのステータを構成する第一、第二のステータ素子7a、8aを、軟鋼板等の磁性金属板にプレス加工を施す事により安価に造れる。従って、これら第一、第二のステータ素子7a、8aにより構成するステータ、並びにこのステータを組み込んだ回転速度検出装置付転がり軸受ユニットのコストを低減できる。
【0032】
更に、本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合、前記図6に示した先発明の場合とは異なり、上記ステータには、第一のステータ素子7aを構成する円筒部9の内周面から直径方向内方に突出する部分が存在しない。言い換えれば、上記円筒部9の内周面は、単なる円筒面である。従って、この円筒部9並びにこの円筒部9の周囲に配置するコイル12を構成するボビン33の内径を小さくできる。この結果、このコイル12の断面積を、限られた設置スペース内で最大限大きくする事が可能になって、小型でしかも高性能の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを実現できる。尚、本例の構造の場合には、前記図6に示した先発明の構造の場合に比べて、前記短円筒部35の軸方向長さ分だけ、センサ6aの軸方向寸法が大きくなる可能性がある。但し、この軸方向に関しては、直径方向に比べて空間に余裕があるので、特に回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの設計上の制約とはなりにくい。
【0033】
次に、図4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、センサ6bを構成する第二のステータ素子8bの形状を、上述した第1例の場合とは異ならせている。即ち、本例の場合には、上記第二のステータ素子8bを、短円筒部35(図1〜3)を持たない、単なる円輪状に形成している。従って、本例の場合には、センサ6bの軸方向長さを、上述した第1例の場合よりも短くできる。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する。
【0034】
尚、図示の実施の形態は、何れも、第一、第二のステータ素子7a、8a、8bの外周縁部に形成する櫛歯状端縁部5A、5B部分の断面形状を直線状にしている。これに対して、前記図6に示した先発明に係る構造の様に、上記各ステータ素子7a、8a、8bの外周縁部を直角に折り曲げ、この折り曲げ部分に、この図6に示す様な櫛歯状端縁部5a´、5b´を形成する事もできる。この様な櫛歯状端縁部5a´、5b´は、エンコーダ1aを構成する永久磁石13の内周面との対向面積を広くし、上記第一、第二のステータ素子7a、8a、8b内を流れる磁束の量を多くして、センサの出力を大きくできる利点がある。
【0035】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、限られた空間の有効利用を図り、小型で、しかも信頼性の高い回転速度検出を行なえる回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の第1例を、一部を省略して示す断面図。
【図2】図1の右部拡大図。
【図3】第一のステータ素子と第二のステータ素子との部分分解斜視図。
【図4】本発明の実施の形態の第2例を示す、図2と同様の図。
【図5】従来構造の1例を示す部分切断斜視図。
【図6】本発明に先立って考えた回転速度検出装置の部分拡大断面図。
【符号の説明】
1、1a エンコーダ
2、2a ステータ
3a、3b、3a´、3b´、3A、3B 突出部
4a、4b、4a´、4b´、4A、4B 切り欠き
5a、5b、5a´、5b´、5A、5B 櫛歯状端縁部
6、6a、6b センサ
7、7a 第一のステータ素子
8、8a、8b 第二のステータ素子
9 円筒部
10 円輪部
11 短円筒部
12 コイル
13 永久磁石
14 微小隙間
15 ナット
16 静止輪
17 外輪軌道
18 フランジ
19 回転輪
20 内輪軌道
21 保持器
22 転動体
23 空間
24 ハブ
25 内輪
26 雄ねじ部
27 支持環
28 円筒部
29 円輪部
30 嵌合筒部
31 カバー
32 スリーブ
33 ボビン
34 円輪部
35 短円筒部
36 Oリング
37 取り出し部
38 コネクタ
39 端子
40a、40b 切り欠き
41 係合孔
42 係合突部

Claims (1)

  1. 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、上記回転側周面と対向する静止側周面に静止側軌道を有し、使用時に回転しない静止輪と、上記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の転動体と、S極とN極とを円周方向に亙って交互に且つ等ピッチで配置した円環状の永久磁石を含んで構成され、上記回転輪の一部に、この回転輪と同心に固定されたエンコーダと、上記静止輪に支持されてこのエンコーダを構成する永久磁石と対向するセンサとを備え、このセンサは、磁性材製で上記回転輪及びエンコーダと同心に配置された円環状のステータと、このステータに添設されてこのステータ内を流れる磁束の変化に対応して電圧を惹起させるコイルとから構成されており、上記ステータの両端縁部にそれぞれ複数ずつの突出部及び切り欠きを、円周方向に亙り交互に且つ上記エンコーダに設けたS極及びN極と等ピッチで設ける事により、それぞれ櫛歯状端縁部を形成し、一方の櫛歯状端縁部を構成する各突出部がS極又はN極に対向する瞬間に、上記他方の端縁に形成した櫛歯状端縁部を構成する各突出部をN極又はS極に対向させる回転速度検出装置付転がり軸受ユニットに於いて、上記ステータは、それぞれが磁性材により円環状に形成した、第一、第二のステータ素子を組み合わせる事により構成しており、このうちの第一のステータ素子は、磁性板をプレス成形する事により円筒部及びこの円筒部の軸方向一端縁から直径方向外方に折れ曲がった円輪部を有する断面L字形に形成したものであり、上記第二のステータ素子は、上記円筒部の他端縁寄り部分に外嵌して、上記第一のステータと磁気的に導通したものであり、上記一方の櫛歯状端縁部は上記円輪部の外周縁部に、上記他方の櫛歯状端縁部は上記第二のステータ素子の外周縁部に、それぞれ形成したものである事を特徴とする回転速度検出装置付転がり軸受ユニット。
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