JP3934271B2 - 回転速度検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転部材の回転速度を検出する回転速度検出装置に関する。この回転速度検出装置は、例えば、自動車のアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）での情報入力手段として用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、上記ＡＢＳでは、車輪の回転速度を検出するために、車両のハブユニットに回転速度検出装置を取り付けるようにしている。
【０００３】
この回転速度検出装置は、検出形態によっていわゆるパッシブタイプとアクティブタイプと称する２種類があるが、いずれもパルサリングとセンサとを組み合わせた構成になっている。
【０００４】
この回転速度検出装置の装着対象となるハブユニットについても、駆動車軸用のものと従動車軸用のものとの２種類があるが、いずれも、ハブユニットの回転側部材にパルサリングが、また、ハブユニットの非回転側部材にセンサが取り付けられるようになっている。
【０００５】
ところで、回転速度検出装置のパッシブタイプとアクティブタイプとで、下記するように構成や機能が相違するパルサリングとセンサが用いられる。
【０００６】
パッシブタイプの場合、パルサリングは、円筒形状あるいは環状板形状の磁性材の周方向等間隔に複数の窓を設ける構成であり、センサは、磁石と磁束密度の変化を検出する検出コイルとを備える構成である。この場合、パルサリングの回転に伴いセンサとの相対位置が逐一変化すると、この変化によってセンサの磁石の磁束密度が周期的に変化することになり、この磁束密度の周期的な変化を検出コイルで検出する。
【０００７】
アクティブタイプの場合、パルサリングは、周方向交互に異なる極性の磁極を設ける構成であり、センサは、磁界（磁力線）の向きを検出するホール素子などで構成される。この場合、パルサリングの回転に伴いセンサとの相対位置が逐一変化すると、この変化によってセンサを通過する磁界の向きが周期的に反転することになる。そして、センサは、前述の磁界の向きの周期的な反転を検出し、パルサリングの回転速度に応じた周波数のパルス信号を出力する。このパルス信号は、図示しないＡＢＳの信号処理回路に入力され、この信号処理回路で、センサ４０から入力されるパルス信号および予め入力されている車輪の径寸法などの情報に基づいて、車輪の回転速度を認識するようになっている。
【０００８】
ところで、上述したいずれのセンサも、非回転側部材に対して支持環体を介して間接的に取り付けられるようになっている。しかも、センサを支持環体に対して固着するようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、センサを支持環体に対して固着しているために、その取り付けが面倒になるばかりか、センサを故障などに伴い交換するときに、センサだけを取り外すことができず、支持環体と共に取り外す必要があり、面倒になる。
【００１０】
これに対し、例えば特開平９−２６３２２１号公報などに示すように、支持環体に対してセンサを着脱可能にしたものがある。
【００１１】
この例では、非回転側部材に取り付けられる支持環体に係合部を、またセンサに弾性係止片を設け、この弾性係止片を係合部に対してスナップフィット状態に引っ掛けるようにしている。なお、センサを取り付けるときには、その弾性係止片を作業者が指でつまんで撓ませた状態で、支持環体の係合部に差し込むようにし、また、センサを取り外すときは、その弾性係止片を作業者が指でつまんで撓ませることにより、当該弾性係止片の係合部に対する引っ掛かりを解除したままで、引っ張り出すようにすればよい。
【００１２】
ところで、上記従来例では、センサ側に弾性係止片を設けているために、センサの着脱作業の弾性係止片の操作が煩わしいことが指摘されるとともに、特に狭い場所などでは作業しにくいことが指摘される。また、センサに弾性係止片を設ける必要があるために、その成形金型のキャビティ形状が複雑になり、製作コストが嵩んでいた。
【００１３】
このような事情に鑑み、本発明は、回転速度検出装置において、センサの着脱作業を単純かつ簡単に行えるようにすることを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１のかかる回転速度検出装置は、相対回転可能に同心配置される筒体と軸体とのうち、回転する側の部材の回転速度を検出する回転速度検出装置であって、回転側部材に対して取り付けられるパルサリングと、非回転側部材に対してパルサリングの周方向所要位置と非接触対向する状態で取り付けられかつ前記パルサリングの回転に伴う相対位置の変化を検出するセンサとを含み、前記非回転側部材に対するセンサの取り付けが、支持環体を介して行われており、前記支持環体が、回転側部材の軸心と同心状で前記非回転側部材の外周円筒面に嵌合固定される円筒部と、前記円筒部の一方軸端側に径方向に沿う環状板部とを備え、かつ前記円筒部の円周所要領域に径方向内外に貫通するセンサ取付用の開口を有し、前記センサは、前記開口に対して着脱自在に取り付けられるとともに、前記開口に径方向および周方向に位置決めされて取り付けられ、前記センサは、前記支持環体に取り付けられた状態で、前記環状板部の内面と前記非回転側部材の径方向に沿う端面とで軸方向から挟まれ、軸方向に位置決めされており、前記センサが、前記開口に径方向から嵌入しうる外形に形成されるとともに、前記開口に対するセンサ嵌入時に嵌入方向奥側への抜け出しを阻止するよう該開口の縁に当接する張り出し部を備え、前記開口近傍に複数の弾性可撓片が設けられ、この弾性可撓片は、前記センサの下端縁が該弾性可撓片に沿って、径方向内向きに押し込まれるに伴い、互いに離れる方向に撓まされて、前記センサの前記開口への嵌入を許容する一方、前記センサ嵌入後に弾性復帰してセンサの上端面に係止されてセンサの径方向外側への抜け出しを阻止するとともに、前記センサの上端部が前記弾性可撓片に沿って径方向外向きに押し出されるに伴い、互いに離れる方向に撓まされて、前記センサの前記開口からの離脱を許容するものである。
【００１６】
本願の請求項２の発明にかかる回転速度検出装置は、請求項１に記載の回転速度検出装置において、前記支持環体の開口が、矩形状に形成され、前記センサの外形が、前記開口に嵌入しうる角柱形状に形成され、前記センサの張り出し部が、鍔状に形成され、前記支持環体の弾性可撓片が、前記矩形状の開口の対向２辺の縁から径方向に沿って突出するとともに突出端側で前記開口内に臨む湾曲部を有する形状とされる。
【００１７】
本願の請求項３の発明にかかる回転速度検出装置は、請求項２に記載の回転速度検出装置において、前記弾性可撓片は、前記開口の２つの短辺における軸方向中央位置に、径方向外向きに突出する状態で設けられており、これら弾性可撓片は、付け根側から途中までが径方向に沿って真っすぐに伸びていて、途中から突出端までの領域に開口内に臨む側面視ほぼ半円状の湾曲部が設けられ、この湾曲部は前記センサの下端部が押し当てられることにより付け根を支点として周方向に弾性的に撓み得るようになっているとともに、各弾性可撓片の両付け根間の離間間隔が、センサの長手方向幅寸法よりも若干大きく設定される一方、各弾性可撓片の湾曲部の両頂点間の離間間隔が、センサの長手方向幅寸法よりも若干小さく設定されている。
【００１８】
要するに、本発明では、支持環体の開口に対してセンサを着脱するとき、作業者がセンサを開口へ向けて単に押し込んだり引いたりするだけとし、それに伴いセンサそのもので支持環体側の弾性可撓片を撓ませて、開口へのセンサの出し入れを可能にしている。これにより、センサの着脱作業が、従来のように弾性係止片を指でつまんで撓ませる作業に比べてはるかに単純かつ簡単に行えるようになる。
【００１９】
また、センサについては張り出し部を設けるだけと従来例に比べて簡素な外形にしているから、センサの成形金型のキャビティ形状を簡単なものにできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００２１】
まず、本発明の回転速度検出装置の使用対象として例示するハブユニットの構成を説明する。図４は、図１の回転速度検出装置を装備したハブユニットを示す縦断面図である。図中、１はハブユニット、２は自動車の駆動車軸、３は自動車の車軸ケースである。
【００２２】
ハブユニット１は、自動車の駆動車軸２に取り付けられるタイプであり、ハブホイール４と、軸受装置５とを備えている。
【００２３】
ハブホイール４は、図示しない車輪が取り付けられる環状板部４ａと、軸心部に駆動車軸２がスプライン嵌合される軸部４ｂとを備えている。このハブホイール４の軸部４ｂの外周面には軸受装置５が外装される。
【００２４】
軸受装置５は、前述のハブホイール４の軸部４ｂの外周面を一方内輪として利用した複列外向きアンギュラ玉軸受からなり、軸部４ｂの外周に圧入外嵌される単列用の内輪５ａと、二列の軌道溝を有する単一の外輪５ｂと、二列で配設される複数の玉５ｃと、二つの冠形保持器５ｄ，５ｄとを備えている。なお、外輪５ｂの外周には、径方向外向きのフランジ５ｅが設けられており、このフランジ５ｅを介して車軸ケース３に固定される。つまり、この軸受装置５は、外輪５ｂを非回転として内輪５ａを回転させる形態で利用される。
【００２５】
このようなハブユニット１の軸受装置５の一方軸端部分に対して、本発明にかかる回転速度検出装置６が取り付けられる。
【００２６】
図１ないし図３は本発明の一実施形態を示している。図１は、回転速度検出装置の分解斜視図、図２は、第２支持環体にセンサを取り付けた状態を示す要部の斜視図、図３は、第２支持環体に対するセンサの取り付け動作を示す説明図である。
【００２７】
回転速度検出装置６は、パルサリング１０と、センサ２０とを備えており、この実施形態では、いわゆるアクティブタイプと呼ばれるものを採用している。
【００２８】
パルサリング１０は、周方向交互に異なる極性の磁極が設けられたプラスチックマグネットからなる。このプラスチックマグネットは、周知のものであるが、磁性粉を混入した合成樹脂の射出成形品や焼結フェライトなどの磁性金属材を母材として、その周方向所要角度領域をそれぞれ交互にＳ極、Ｎ極に着磁させることにより製作される。
【００２９】
センサ２０は、周知のホールＩＣとされる。このホールＩＣは、詳細に図示しないがＩＣチップを合成樹脂からなる保護カバーでモールドした構造になっている。この実施形態では、センサ２０の保護カバーの外形を長方体形状に形成しており、その上端からコード線２１が引き出されている。また、このセンサ２０では、その側面のうちの一側面の所要領域をセンサ面とするようにＩＣチップが埋設されており、このセンサ面となる領域には、センサ面を示す標記（図示省略）が記載されている。さらに、このセンサ２０の上端面において２つの長辺には、横方向に張り出す鍔状張り出し片２２，２２が一体に形成されている。
【００３０】
そして、パルサリング１０は、上記軸受装置５の内輪５ａの軸端外周面に対して取り付けられ、センサ２０は、上記軸受装置５の外輪５ｂの軸端に対してパルサリング１０の周方向所要位置に軸方向から非接触対向する状態で取り付けられる。これらパルサリング１０とセンサ２０の取り付けは、下記する第１、第２支持環体３０．４０を介して間接的に行われる。
【００３１】
第１支持環体３０は、上半断面がほぼＬ字形にプレス成形された環状鉄板からなる。この第１支持環体３０において、円筒部分３１が軸受装置５の内輪５ａの軸端外周面に圧入外嵌され、また、径方向に沿う環状板部分３２の外面に前述のパルサリング１０が貼着される。
【００３２】
第２支持環体４０は、階段形状にプレス成形された環状鉄板からなる。この第２支持環体４０は、軸受装置５の外輪５ｂの軸端外周面に対して圧入外嵌される円筒部４１と、この円筒部４１の外端から径方向内向きに立ち下がりかつ軸受装置５の内・外輪５ａ，５ｂ間の環状空間を閉塞する環状板部４２と、環状板部４２の内周に連接されかつ内周面に駆動車軸２の外周面に対して接触されるゴムリップ４４が接着される円筒形鍔部４３とを備えている。なお、円筒部４１の円周１カ所には、径方向内外に貫通する長方形状のセンサ取付用の開口４５が設けられ、この開口４５の２つの短辺における軸方向中央位置には、弾性可撓片４６，４６が径方向外向きに突出する状態で設けられており、これら弾性可撓片４６は、付け根側から途中までが径方向に沿って真っすぐに伸びていて、途中から突出端までの領域に開口４５内に臨む側面視ほぼ半円状の湾曲部４６ａが設けられている。この弾性可撓片４６，４６は、湾曲部４６ａ，４６ａに外力が付与されることにより付け根を支点として周方向に弾性的に撓み得るようになっている。なお、２つの弾性可撓片４６，４６は、開口４５にセンサ２０を嵌入した状態でこのセンサ２０の径方向外向きへの抜け出しを阻止するようになる。そのために、２つの弾性可撓片４６，４６の両付け根間の離間間隔を、センサ２０の保護カバーの長手方向幅寸法よりも若干大きく設定する一方、２つの弾性可撓片４６，４６の湾曲部４６ａ，４６ａの両頂点間の離間間隔を、センサ２０の保護カバーの長手方向幅寸法よりも若干小さく設定している。
【００３３】
ここで、センサ２０を第２支持環体４０に対して取り付けるには、図３（ａ）に示すように、センサ２０の保護カバーの下端面の２つの短辺を開口４５の縁に設けてある２つの弾性可撓片４６，４６の湾曲部４６ａ，４６ａに当接させておいて、矢印で示すようにセンサ２０を単に外径側から径方向内向きに押圧することにより押し込めばよい。
【００３４】
このセンサ２０の押し込み操作に伴い、図３（ｂ）に示すように、センサ２０そのものが２つの弾性可撓片４６，４６を互いに遠ざける向きに弾性的に撓ませることになって、開口４５の間口を広げるので、開口４５内へのセンサ２０の嵌入が許容される。そして、図３（ｃ）に示すように、センサ２０の鍔状張り出し片２２，２２が第２支持環体４０の開口４５の縁に当接するまでセンサ２０がセンサポケット４５内に嵌入されると、弾性可撓片４６，４６がその弾性復元力により元の姿勢に戻って、開口４５の間口を狭めるとともに、この弾性可撓片４６，４６の湾曲部４６ａ，４６ａがセンサ２０の保護カバーの上端面に引っ掛けられることになる。このとき、センサ２０の鍔状張り出し片２２，２２が開口４５の縁で受け止められているから、センサ２０が開口４５から嵌入方向奥側つまり径方向内向きへ抜け出せなくなり、また、弾性可撓片４６，４６の湾曲部４６ａ，４６ａがセンサ２０の保護カバーの上端面に引っ掛けられているから、センサ２０が開口４５から嵌入方向手前側つまり径方向外向きへ抜け出せなくなり、結局、センサ２０が径方向で位置決めされることになる。しかも、センサ２０は、２つの弾性可撓片４６，４６の両付け根側部分で挟まれているから、周方向にも位置決めされることになる。
【００３５】
このような形態でセンサ２０を第２支持環体４０に取り付けてから、図４に示すように、この第２支持環体４０を軸受装置５の軸端に装着すればよい。つまり、第２支持環体４０の円筒部４１を軸受装置５の外輪５ｂの外端面側からあてがって、第２支持環体４０を外輪５ｂ側へ押し付けることにより、第２支持環体４０の円筒部４１を外輪５ｂの軸端外周面に圧入嵌合させる。これにより、第２支持環体４０に取り付けてあるセンサ２０の一側面が外輪５ｂの外端面に対して当接されることになり、センサ２０が外輪５ｂと第２支持環体４０の環状板部４２とで挟まれることになるので、センサ２０が軸方向で位置決めされる。
【００３６】
このように、センサ２０を、第２支持環体４０に対して径方向ならびに周方向に位置決めするとともに、軸受装置５の外輪５ｂの端面に当接させて軸方向に位置決めしていれば、パルサリング１０に対する軸方向ならびに径方向の相対位置を正確に管理できるようになるので、センサ２０による検出精度の向上に貢献できるようになる。
【００３７】
なお、センサ２０が突発的あるいは寿命などで故障するなどして交換する必要がある場合には、まず、故障したセンサ２０の鍔状張り出し片２２，２２を掴んで単に径方向外向きに引っ張ることにより、第２支持環体４０の開口４５から無理抜きすればよい。このとき、センサ２０の上端面の２つの短辺が２つの弾性可撓片４６，４６の湾曲部４６ａ，４６ａに当接して、それらを互いに遠ざけて開口４５の間口を広げるから、センサ２０を引き出せるようになる。この後、新しいセンサ２０を開口４５に上記同様に嵌入すればよい。
【００３８】
次に、上記アクティブタイプの回転速度検出装置６の動作について説明する。
【００３９】
ハブホイール４の回転に伴いパルサリング１０が同期回転すると、パルサリング１０の各磁極が、非回転のセンサ２０に対して順次対面することになる。ここで、パルサリング１０の複数対の磁極間に発生する磁界（磁力線）の向きは、円周方向交互に逆向きになっているから、パルサリング１０の回転に伴いセンサ２０を通過する磁界の向きは、回転速度に応じた周期で順次反転する。そこで、センサ２０は、前述の磁界の向きの周期的な反転を検出し、パルサリング１０の回転速度に応じた周波数のパルス信号を出力する。このパルス信号は、図示しないＡＢＳの信号処理回路に入力され、この信号処理回路で、センサ２０から入力されるパルス信号および予め入力されている車輪の径寸法などの情報に基づいて、ハブホイール４に取り付けられる車輪の回転速度を認識するようになっている。
【００４０】
以上説明したように、開口４５に対してセンサ２０を着脱するにあたって作業者がセンサ２０を単に押し込んだり引き抜いたりするだけでもって、センサ２０そのもので第２支持環体４０の弾性可撓片４６，４６を撓ませるようにして開口４５に対するセンサ２０の出し入れを可能にするようにしている。これにより、センサ２０の着脱作業が、従来のように弾性係止片を指でつまんで撓ませる作業に比べてはるかに単純かつ簡単に行えるようになる。このようにセンサ２０の着脱操作を簡単にできれば、特にセンサ２０の配置場所が狭い場合でも、支障なく行えるようになり、有利である。
【００４１】
また、センサ２０については鍔状張り出し片２２，２２を設けるだけと従来例に比べて簡素な外形にしているから、センサ２０の成形金型のキャビティ形状を簡単なものにでき、製作コストの低減に貢献できる。
【００４２】
なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００４３】
（１）上記実施形態では、センサ２０をパルサリング１０に対して軸方向で対向させるようにした例を挙げているが、例えば図５に示す実施形態のように、径方向で対向させるようにしてもよい。図５の実施形態では、パルサリング１０および第１支持環体３０を共に円筒形に形成し、第１支持環体３０の外周面にパルサリング１０を貼着するようにし、さらに、センサ２０については径方向下向きにセンサ面を位置させるようにしている。
【００４４】
（２）上記実施形態では、センサ２０を第２支持環体４０に対して径方向から着脱させるようにした例を挙げているが、図示しないが、軸方向から着脱させるようにしてもよい。
【００４５】
（３）上記実施形態では、パルサリング１０を第１支持環体３０に貼着して使用対象部位に取り付けるようにしているが、例えば図６に示す実施形態のように、軸受装置５にシール部材５１とスリンガー５２とを組み合わせた密封装置５０を装着する場合であれば、このスリンガー５２を第１支持環体３０の代用品として流用することができる。この場合、第１支持環体３０を不要にできるので、コスト低減に貢献できるようになる。
【００４６】
（４）上記実施形態では、回転速度検出装置６を、自動車の駆動車軸用のハブユニット１に使用した例を挙げているが、図示しないが周知の従動車軸用のハブユニットにも使用することができる。その他、具体例を挙げないが、要するに、本発明の回転速度検出装置６は、産業機械などの相対回転可能に同心配置される筒体と軸体とのうち、回転する側の部材の回転速度を検出する必要のある場所に使用することができる。
【００４７】
（５）上記実施形態では、センサ２０としてホール素子を用いているが、磁気抵抗素子とすることができる。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１ないし４の発明にかかる回転速度検出装置では、センサを支持環体の開口に対して着脱するとき、作業者がセンサを開口へ向けて単に押し込んだり引いたりすることによってセンサそのもので支持環体側の弾性可撓片を撓ませるようにするだけでよくなっているから、センサの着脱作業を、従来のように弾性係止片を指でつまんで撓ませる作業に比べてはるかに単純かつ簡単に行うことができる。このようにセンサの着脱操作を簡単にできるようになれば、特にセンサの配置場所が狭い場合でも、支障なく行えるようになり、有利である。
【００４９】
しかも、センサについては張り出し部を設けるだけと従来例に比べて簡素な外形にしているから、センサの成形金型のキャビティ形状を簡単なものにでき、製作コストを低減できるようになる。
【００５０】
特に、請求項３の発明のように、センサを支持環体の環状板部と非回転側部材の端面とで挟むようにして位置決めするようにしていれば、上記効果に加えて、パルサリングに対するセンサの相対位置を安定にできるようになり、センサによる検出精度の向上に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の回転速度検出装置を示す分解斜視図
【図２】第２支持環体にセンサを取り付けた状態を示す部分斜視図
【図３】第２支持環体に対するセンサの取り付け動作を示す説明図
【図４】図１の回転速度検出装置を装備したハブユニットを示す縦断面図
【図５】本発明の他の実施形態の回転速度検出装置で、使用対象に取り付けた状態を示す部分拡大の断面図
【図６】本発明の回転速度検出装置のパルサリングを密封装置に取り付けた例を示す部分拡大の断面図
【符号の説明】
１ ハブユニット
２ 駆動車軸
３ 車軸ケース
４ ハブユニットのハブホイール
５ ハブユニットの軸受装置
６ 回転速度検出装置
１０ 回転速度検出装置のパルサリング
２０ 回転速度検出装置のセンサ
２２ センサの鍔状張り出し片
４０ 第２支持環体
４１ 第２支持環体の円筒部
４５ 第２支持環体のセンサ取付用の開口
４７ 第２支持環体の弾性可撓片
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転部材の回転速度を検出する回転速度検出装置に関する。この回転速度検出装置は、例えば、自動車のアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）での情報入力手段として用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、上記ＡＢＳでは、車輪の回転速度を検出するために、車両のハブユニットに回転速度検出装置を取り付けるようにしている。
【０００３】
この回転速度検出装置は、検出形態によっていわゆるパッシブタイプとアクティブタイプと称する２種類があるが、いずれもパルサリングとセンサとを組み合わせた構成になっている。
【０００４】
この回転速度検出装置の装着対象となるハブユニットについても、駆動車軸用のものと従動車軸用のものとの２種類があるが、いずれも、ハブユニットの回転側部材にパルサリングが、また、ハブユニットの非回転側部材にセンサが取り付けられるようになっている。
【０００５】
ところで、回転速度検出装置のパッシブタイプとアクティブタイプとで、下記するように構成や機能が相違するパルサリングとセンサが用いられる。
【０００６】
パッシブタイプの場合、パルサリングは、円筒形状あるいは環状板形状の磁性材の周方向等間隔に複数の窓を設ける構成であり、センサは、磁石と磁束密度の変化を検出する検出コイルとを備える構成である。この場合、パルサリングの回転に伴いセンサとの相対位置が逐一変化すると、この変化によってセンサの磁石の磁束密度が周期的に変化することになり、この磁束密度の周期的な変化を検出コイルで検出する。
【０００７】
アクティブタイプの場合、パルサリングは、周方向交互に異なる極性の磁極を設ける構成であり、センサは、磁界（磁力線）の向きを検出するホール素子などで構成される。この場合、パルサリングの回転に伴いセンサとの相対位置が逐一変化すると、この変化によってセンサを通過する磁界の向きが周期的に反転することになる。そして、センサは、前述の磁界の向きの周期的な反転を検出し、パルサリングの回転速度に応じた周波数のパルス信号を出力する。このパルス信号は、図示しないＡＢＳの信号処理回路に入力され、この信号処理回路で、センサ４０から入力されるパルス信号および予め入力されている車輪の径寸法などの情報に基づいて、車輪の回転速度を認識するようになっている。
【０００８】
ところで、上述したいずれのセンサも、非回転側部材に対して支持環体を介して間接的に取り付けられるようになっている。しかも、センサを支持環体に対して固着するようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、センサを支持環体に対して固着しているために、その取り付けが面倒になるばかりか、センサを故障などに伴い交換するときに、センサだけを取り外すことができず、支持環体と共に取り外す必要があり、面倒になる。
【００１０】
これに対し、例えば特開平９−２６３２２１号公報などに示すように、支持環体に対してセンサを着脱可能にしたものがある。
【００１１】
この例では、非回転側部材に取り付けられる支持環体に係合部を、またセンサに弾性係止片を設け、この弾性係止片を係合部に対してスナップフィット状態に引っ掛けるようにしている。なお、センサを取り付けるときには、その弾性係止片を作業者が指でつまんで撓ませた状態で、支持環体の係合部に差し込むようにし、また、センサを取り外すときは、その弾性係止片を作業者が指でつまんで撓ませることにより、当該弾性係止片の係合部に対する引っ掛かりを解除したままで、引っ張り出すようにすればよい。
【００１２】
ところで、上記従来例では、センサ側に弾性係止片を設けているために、センサの着脱作業の弾性係止片の操作が煩わしいことが指摘されるとともに、特に狭い場所などでは作業しにくいことが指摘される。また、センサに弾性係止片を設ける必要があるために、その成形金型のキャビティ形状が複雑になり、製作コストが嵩んでいた。
【００１３】
このような事情に鑑み、本発明は、回転速度検出装置において、センサの着脱作業を単純かつ簡単に行えるようにすることを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１のかかる回転速度検出装置は、相対回転可能に同心配置される筒体と軸体とのうち、回転する側の部材の回転速度を検出する回転速度検出装置であって、回転側部材に対して取り付けられるパルサリングと、非回転側部材に対してパルサリングの周方向所要位置と非接触対向する状態で取り付けられかつ前記パルサリングの回転に伴う相対位置の変化を検出するセンサとを含み、前記非回転側部材に対するセンサの取り付けが、支持環体を介して行われており、前記支持環体が、回転側部材の軸心と同心状で前記非回転側部材の外周円筒面に嵌合固定される円筒部と、前記円筒部の一方軸端側に径方向に沿う環状板部とを備え、かつ前記円筒部の円周所要領域に径方向内外に貫通するセンサ取付用の開口を有し、前記センサは、前記開口に対して着脱自在に取り付けられるとともに、前記開口に径方向および周方向に位置決めされて取り付けられ、前記センサは、前記支持環体に取り付けられた状態で、前記環状板部の内面と前記非回転側部材の径方向に沿う端面とで軸方向から挟まれ、軸方向に位置決めされており、前記センサが、前記開口に径方向から嵌入しうる外形に形成されるとともに、前記開口に対するセンサ嵌入時に嵌入方向奥側への抜け出しを阻止するよう該開口の縁に当接する張り出し部を備え、前記開口近傍に複数の弾性可撓片が設けられ、この弾性可撓片は、前記センサの下端縁が該弾性可撓片に沿って、径方向内向きに押し込まれるに伴い、互いに離れる方向に撓まされて、前記センサの前記開口への嵌入を許容する一方、前記センサ嵌入後に弾性復帰してセンサの上端面に係止されてセンサの径方向外側への抜け出しを阻止するとともに、前記センサの上端部が前記弾性可撓片に沿って径方向外向きに押し出されるに伴い、互いに離れる方向に撓まされて、前記センサの前記開口からの離脱を許容するものである。
【００１６】
本願の請求項２の発明にかかる回転速度検出装置は、請求項１に記載の回転速度検出装置において、前記支持環体の開口が、矩形状に形成され、前記センサの外形が、前記開口に嵌入しうる角柱形状に形成され、前記センサの張り出し部が、鍔状に形成され、前記支持環体の弾性可撓片が、前記矩形状の開口の対向２辺の縁から径方向に沿って突出するとともに突出端側で前記開口内に臨む湾曲部を有する形状とされる。
【００１７】
本願の請求項３の発明にかかる回転速度検出装置は、請求項２に記載の回転速度検出装置において、前記弾性可撓片は、前記開口の２つの短辺における軸方向中央位置に、径方向外向きに突出する状態で設けられており、これら弾性可撓片は、付け根側から途中までが径方向に沿って真っすぐに伸びていて、途中から突出端までの領域に開口内に臨む側面視ほぼ半円状の湾曲部が設けられ、この湾曲部は前記センサの下端部が押し当てられることにより付け根を支点として周方向に弾性的に撓み得るようになっているとともに、各弾性可撓片の両付け根間の離間間隔が、センサの長手方向幅寸法よりも若干大きく設定される一方、各弾性可撓片の湾曲部の両頂点間の離間間隔が、センサの長手方向幅寸法よりも若干小さく設定されている。
【００１８】
要するに、本発明では、支持環体の開口に対してセンサを着脱するとき、作業者がセンサを開口へ向けて単に押し込んだり引いたりするだけとし、それに伴いセンサそのもので支持環体側の弾性可撓片を撓ませて、開口へのセンサの出し入れを可能にしている。これにより、センサの着脱作業が、従来のように弾性係止片を指でつまんで撓ませる作業に比べてはるかに単純かつ簡単に行えるようになる。
【００１９】
また、センサについては張り出し部を設けるだけと従来例に比べて簡素な外形にしているから、センサの成形金型のキャビティ形状を簡単なものにできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００２１】
まず、本発明の回転速度検出装置の使用対象として例示するハブユニットの構成を説明する。図４は、図１の回転速度検出装置を装備したハブユニットを示す縦断面図である。図中、１はハブユニット、２は自動車の駆動車軸、３は自動車の車軸ケースである。
【００２２】
ハブユニット１は、自動車の駆動車軸２に取り付けられるタイプであり、ハブホイール４と、軸受装置５とを備えている。
【００２３】
ハブホイール４は、図示しない車輪が取り付けられる環状板部４ａと、軸心部に駆動車軸２がスプライン嵌合される軸部４ｂとを備えている。このハブホイール４の軸部４ｂの外周面には軸受装置５が外装される。
【００２４】
軸受装置５は、前述のハブホイール４の軸部４ｂの外周面を一方内輪として利用した複列外向きアンギュラ玉軸受からなり、軸部４ｂの外周に圧入外嵌される単列用の内輪５ａと、二列の軌道溝を有する単一の外輪５ｂと、二列で配設される複数の玉５ｃと、二つの冠形保持器５ｄ，５ｄとを備えている。なお、外輪５ｂの外周には、径方向外向きのフランジ５ｅが設けられており、このフランジ５ｅを介して車軸ケース３に固定される。つまり、この軸受装置５は、外輪５ｂを非回転として内輪５ａを回転させる形態で利用される。
【００２５】
このようなハブユニット１の軸受装置５の一方軸端部分に対して、本発明にかかる回転速度検出装置６が取り付けられる。
【００２６】
図１ないし図３は本発明の一実施形態を示している。図１は、回転速度検出装置の分解斜視図、図２は、第２支持環体にセンサを取り付けた状態を示す要部の斜視図、図３は、第２支持環体に対するセンサの取り付け動作を示す説明図である。
【００２７】
回転速度検出装置６は、パルサリング１０と、センサ２０とを備えており、この実施形態では、いわゆるアクティブタイプと呼ばれるものを採用している。
【００２８】
パルサリング１０は、周方向交互に異なる極性の磁極が設けられたプラスチックマグネットからなる。このプラスチックマグネットは、周知のものであるが、磁性粉を混入した合成樹脂の射出成形品や焼結フェライトなどの磁性金属材を母材として、その周方向所要角度領域をそれぞれ交互にＳ極、Ｎ極に着磁させることにより製作される。
【００２９】
センサ２０は、周知のホールＩＣとされる。このホールＩＣは、詳細に図示しないがＩＣチップを合成樹脂からなる保護カバーでモールドした構造になっている。この実施形態では、センサ２０の保護カバーの外形を長方体形状に形成しており、その上端からコード線２１が引き出されている。また、このセンサ２０では、その側面のうちの一側面の所要領域をセンサ面とするようにＩＣチップが埋設されており、このセンサ面となる領域には、センサ面を示す標記（図示省略）が記載されている。さらに、このセンサ２０の上端面において２つの長辺には、横方向に張り出す鍔状張り出し片２２，２２が一体に形成されている。
【００３０】
そして、パルサリング１０は、上記軸受装置５の内輪５ａの軸端外周面に対して取り付けられ、センサ２０は、上記軸受装置５の外輪５ｂの軸端に対してパルサリング１０の周方向所要位置に軸方向から非接触対向する状態で取り付けられる。これらパルサリング１０とセンサ２０の取り付けは、下記する第１、第２支持環体３０．４０を介して間接的に行われる。
【００３１】
第１支持環体３０は、上半断面がほぼＬ字形にプレス成形された環状鉄板からなる。この第１支持環体３０において、円筒部分３１が軸受装置５の内輪５ａの軸端外周面に圧入外嵌され、また、径方向に沿う環状板部分３２の外面に前述のパルサリング１０が貼着される。
【００３２】
第２支持環体４０は、階段形状にプレス成形された環状鉄板からなる。この第２支持環体４０は、軸受装置５の外輪５ｂの軸端外周面に対して圧入外嵌される円筒部４１と、この円筒部４１の外端から径方向内向きに立ち下がりかつ軸受装置５の内・外輪５ａ，５ｂ間の環状空間を閉塞する環状板部４２と、環状板部４２の内周に連接されかつ内周面に駆動車軸２の外周面に対して接触されるゴムリップ４４が接着される円筒形鍔部４３とを備えている。なお、円筒部４１の円周１カ所には、径方向内外に貫通する長方形状のセンサ取付用の開口４５が設けられ、この開口４５の２つの短辺における軸方向中央位置には、弾性可撓片４６，４６が径方向外向きに突出する状態で設けられており、これら弾性可撓片４６は、付け根側から途中までが径方向に沿って真っすぐに伸びていて、途中から突出端までの領域に開口４５内に臨む側面視ほぼ半円状の湾曲部４６ａが設けられている。この弾性可撓片４６，４６は、湾曲部４６ａ，４６ａに外力が付与されることにより付け根を支点として周方向に弾性的に撓み得るようになっている。なお、２つの弾性可撓片４６，４６は、開口４５にセンサ２０を嵌入した状態でこのセンサ２０の径方向外向きへの抜け出しを阻止するようになる。そのために、２つの弾性可撓片４６，４６の両付け根間の離間間隔を、センサ２０の保護カバーの長手方向幅寸法よりも若干大きく設定する一方、２つの弾性可撓片４６，４６の湾曲部４６ａ，４６ａの両頂点間の離間間隔を、センサ２０の保護カバーの長手方向幅寸法よりも若干小さく設定している。
【００３３】
ここで、センサ２０を第２支持環体４０に対して取り付けるには、図３（ａ）に示すように、センサ２０の保護カバーの下端面の２つの短辺を開口４５の縁に設けてある２つの弾性可撓片４６，４６の湾曲部４６ａ，４６ａに当接させておいて、矢印で示すようにセンサ２０を単に外径側から径方向内向きに押圧することにより押し込めばよい。
【００３４】
このセンサ２０の押し込み操作に伴い、図３（ｂ）に示すように、センサ２０そのものが２つの弾性可撓片４６，４６を互いに遠ざける向きに弾性的に撓ませることになって、開口４５の間口を広げるので、開口４５内へのセンサ２０の嵌入が許容される。そして、図３（ｃ）に示すように、センサ２０の鍔状張り出し片２２，２２が第２支持環体４０の開口４５の縁に当接するまでセンサ２０がセンサポケット４５内に嵌入されると、弾性可撓片４６，４６がその弾性復元力により元の姿勢に戻って、開口４５の間口を狭めるとともに、この弾性可撓片４６，４６の湾曲部４６ａ，４６ａがセンサ２０の保護カバーの上端面に引っ掛けられることになる。このとき、センサ２０の鍔状張り出し片２２，２２が開口４５の縁で受け止められているから、センサ２０が開口４５から嵌入方向奥側つまり径方向内向きへ抜け出せなくなり、また、弾性可撓片４６，４６の湾曲部４６ａ，４６ａがセンサ２０の保護カバーの上端面に引っ掛けられているから、センサ２０が開口４５から嵌入方向手前側つまり径方向外向きへ抜け出せなくなり、結局、センサ２０が径方向で位置決めされることになる。しかも、センサ２０は、２つの弾性可撓片４６，４６の両付け根側部分で挟まれているから、周方向にも位置決めされることになる。
【００３５】
このような形態でセンサ２０を第２支持環体４０に取り付けてから、図４に示すように、この第２支持環体４０を軸受装置５の軸端に装着すればよい。つまり、第２支持環体４０の円筒部４１を軸受装置５の外輪５ｂの外端面側からあてがって、第２支持環体４０を外輪５ｂ側へ押し付けることにより、第２支持環体４０の円筒部４１を外輪５ｂの軸端外周面に圧入嵌合させる。これにより、第２支持環体４０に取り付けてあるセンサ２０の一側面が外輪５ｂの外端面に対して当接されることになり、センサ２０が外輪５ｂと第２支持環体４０の環状板部４２とで挟まれることになるので、センサ２０が軸方向で位置決めされる。
【００３６】
このように、センサ２０を、第２支持環体４０に対して径方向ならびに周方向に位置決めするとともに、軸受装置５の外輪５ｂの端面に当接させて軸方向に位置決めしていれば、パルサリング１０に対する軸方向ならびに径方向の相対位置を正確に管理できるようになるので、センサ２０による検出精度の向上に貢献できるようになる。
【００３７】
なお、センサ２０が突発的あるいは寿命などで故障するなどして交換する必要がある場合には、まず、故障したセンサ２０の鍔状張り出し片２２，２２を掴んで単に径方向外向きに引っ張ることにより、第２支持環体４０の開口４５から無理抜きすればよい。このとき、センサ２０の上端面の２つの短辺が２つの弾性可撓片４６，４６の湾曲部４６ａ，４６ａに当接して、それらを互いに遠ざけて開口４５の間口を広げるから、センサ２０を引き出せるようになる。この後、新しいセンサ２０を開口４５に上記同様に嵌入すればよい。
【００３８】
次に、上記アクティブタイプの回転速度検出装置６の動作について説明する。
【００３９】
ハブホイール４の回転に伴いパルサリング１０が同期回転すると、パルサリング１０の各磁極が、非回転のセンサ２０に対して順次対面することになる。ここで、パルサリング１０の複数対の磁極間に発生する磁界（磁力線）の向きは、円周方向交互に逆向きになっているから、パルサリング１０の回転に伴いセンサ２０を通過する磁界の向きは、回転速度に応じた周期で順次反転する。そこで、センサ２０は、前述の磁界の向きの周期的な反転を検出し、パルサリング１０の回転速度に応じた周波数のパルス信号を出力する。このパルス信号は、図示しないＡＢＳの信号処理回路に入力され、この信号処理回路で、センサ２０から入力されるパルス信号および予め入力されている車輪の径寸法などの情報に基づいて、ハブホイール４に取り付けられる車輪の回転速度を認識するようになっている。
【００４０】
以上説明したように、開口４５に対してセンサ２０を着脱するにあたって作業者がセンサ２０を単に押し込んだり引き抜いたりするだけでもって、センサ２０そのもので第２支持環体４０の弾性可撓片４６，４６を撓ませるようにして開口４５に対するセンサ２０の出し入れを可能にするようにしている。これにより、センサ２０の着脱作業が、従来のように弾性係止片を指でつまんで撓ませる作業に比べてはるかに単純かつ簡単に行えるようになる。このようにセンサ２０の着脱操作を簡単にできれば、特にセンサ２０の配置場所が狭い場合でも、支障なく行えるようになり、有利である。
【００４１】
また、センサ２０については鍔状張り出し片２２，２２を設けるだけと従来例に比べて簡素な外形にしているから、センサ２０の成形金型のキャビティ形状を簡単なものにでき、製作コストの低減に貢献できる。
【００４２】
なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００４３】
（１）上記実施形態では、センサ２０をパルサリング１０に対して軸方向で対向させるようにした例を挙げているが、例えば図５に示す実施形態のように、径方向で対向させるようにしてもよい。図５の実施形態では、パルサリング１０および第１支持環体３０を共に円筒形に形成し、第１支持環体３０の外周面にパルサリング１０を貼着するようにし、さらに、センサ２０については径方向下向きにセンサ面を位置させるようにしている。
【００４４】
（２）上記実施形態では、センサ２０を第２支持環体４０に対して径方向から着脱させるようにした例を挙げているが、図示しないが、軸方向から着脱させるようにしてもよい。
【００４５】
（３）上記実施形態では、パルサリング１０を第１支持環体３０に貼着して使用対象部位に取り付けるようにしているが、例えば図６に示す実施形態のように、軸受装置５にシール部材５１とスリンガー５２とを組み合わせた密封装置５０を装着する場合であれば、このスリンガー５２を第１支持環体３０の代用品として流用することができる。この場合、第１支持環体３０を不要にできるので、コスト低減に貢献できるようになる。
【００４６】
（４）上記実施形態では、回転速度検出装置６を、自動車の駆動車軸用のハブユニット１に使用した例を挙げているが、図示しないが周知の従動車軸用のハブユニットにも使用することができる。その他、具体例を挙げないが、要するに、本発明の回転速度検出装置６は、産業機械などの相対回転可能に同心配置される筒体と軸体とのうち、回転する側の部材の回転速度を検出する必要のある場所に使用することができる。
【００４７】
（５）上記実施形態では、センサ２０としてホール素子を用いているが、磁気抵抗素子とすることができる。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１ないし４の発明にかかる回転速度検出装置では、センサを支持環体の開口に対して着脱するとき、作業者がセンサを開口へ向けて単に押し込んだり引いたりすることによってセンサそのもので支持環体側の弾性可撓片を撓ませるようにするだけでよくなっているから、センサの着脱作業を、従来のように弾性係止片を指でつまんで撓ませる作業に比べてはるかに単純かつ簡単に行うことができる。このようにセンサの着脱操作を簡単にできるようになれば、特にセンサの配置場所が狭い場合でも、支障なく行えるようになり、有利である。
【００４９】
しかも、センサについては張り出し部を設けるだけと従来例に比べて簡素な外形にしているから、センサの成形金型のキャビティ形状を簡単なものにでき、製作コストを低減できるようになる。
【００５０】
特に、請求項３の発明のように、センサを支持環体の環状板部と非回転側部材の端面とで挟むようにして位置決めするようにしていれば、上記効果に加えて、パルサリングに対するセンサの相対位置を安定にできるようになり、センサによる検出精度の向上に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の回転速度検出装置を示す分解斜視図
【図２】第２支持環体にセンサを取り付けた状態を示す部分斜視図
【図３】第２支持環体に対するセンサの取り付け動作を示す説明図
【図４】図１の回転速度検出装置を装備したハブユニットを示す縦断面図
【図５】本発明の他の実施形態の回転速度検出装置で、使用対象に取り付けた状態を示す部分拡大の断面図
【図６】本発明の回転速度検出装置のパルサリングを密封装置に取り付けた例を示す部分拡大の断面図
【符号の説明】
１ ハブユニット
２ 駆動車軸
３ 車軸ケース
４ ハブユニットのハブホイール
５ ハブユニットの軸受装置
６ 回転速度検出装置
１０ 回転速度検出装置のパルサリング
２０ 回転速度検出装置のセンサ
２２ センサの鍔状張り出し片
４０ 第２支持環体
４１ 第２支持環体の円筒部
４５ 第２支持環体のセンサ取付用の開口
４７ 第２支持環体の弾性可撓片
Claims (3)
- 相対回転可能に同心配置される筒体と軸体とのうち、回転する側の部材の回転速度を検出する回転速度検出装置であって、
回転側部材に対して取り付けられるパルサリングと、
非回転側部材に対してパルサリングの周方向所要位置と非接触対向する状態で取り付けられかつ前記パルサリングの回転に伴う相対位置の変化を検出するセンサとを含み、
前記非回転側部材に対するセンサの取り付けが、支持環体を介して行われており、
前記支持環体が、回転側部材の軸心と同心状で前記非回転側部材の外周円筒面に嵌合固定される円筒部と、前記円筒部の一方軸端側に径方向に沿う環状板部とを備え、かつ前記円筒部の円周所要領域に径方向内外に貫通するセンサ取付用の開口を有し、
前記センサは、前記開口に対して着脱自在に取り付けられるとともに、前記開口に径方向および周方向に位置決めされて取り付けられ、
前記センサは、前記支持環体に取り付けられた状態で、前記環状板部の内面と前記非回転側部材の径方向に沿う端面とで軸方向から挟まれ、軸方向に位置決めされており、
前記センサが、前記開口に径方向から嵌入しうる外形に形成されるとともに、前記開口に対するセンサ嵌入時に嵌入方向奥側への抜け出しを阻止するよう該開口の縁に当接する張り出し部を備え、
前記開口近傍に複数の弾性可撓片が設けられ、この弾性可撓片は、前記センサの下端縁が該弾性可撓片に沿って、径方向内向きに押し込まれるに伴い、互いに離れる方向に撓まされて、前記センサの前記開口への嵌入を許容する一方、前記センサ嵌入後に弾性復帰してセンサの上端面に係止されてセンサの径方向外側への抜け出しを阻止するとともに、前記センサの上端部が前記弾性可撓片に沿って径方向外向きに押し出されるに伴い、互いに離れる方向に撓まされて、前記センサの前記開口からの離脱を許容するものである、ことを特徴とする回転速度検出装置。 - 請求項１に記載の回転速度検出装置において、
前記支持環体の開口が、矩形状に形成され、前記センサの外形が、前記開口に嵌入しうる角柱形状に形成され、前記センサの張り出し部が、鍔状に形成され、前記支持環体の弾性可撓片が、前記矩形状の開口の対向２辺の縁から径方向に沿って突出するとともに突出端側で前記開口内に臨む湾曲部を有する形状とされる、ことを特徴とする回転速度検出装置。 - 請求項２に記載の回転速度検出装置において、
前記弾性可撓片は、前記開口の２つの短辺における軸方向中央位置に、径方向外向きに突出する状態で設けられており、これら弾性可撓片は、付け根側から途中までが径方向に沿って真っすぐに伸びていて、途中から突出端までの領域に開口内に臨む側面視ほぼ半円状の湾曲部が設けられ、この湾曲部は前記センサの下端部が押し当てられることにより付け根を支点として周方向に弾性的に撓み得るようになっているとともに、各弾性可撓片の両付け根間の離間間隔が、センサの長手方向幅寸法よりも若干大きく設定される一方、各弾性可撓片の湾曲部の両頂点間の離間間隔が、センサの長手方向幅寸法よりも若干小さく設定されている、ことを特徴とする回転速度検出装置。
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