JP4286063B2 - 回転速度センサ内蔵軸受装置 - Google Patents
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Sealing Of Bearings (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の車輪を回転自在に支持する軸受装置のうち、特に車輪の回転速度を検出するセンサを内蔵した回転速度センサ内蔵軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の自動車には、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）やＴＣＳ（トラクションコントロールシステム）を装備したものが増えてきている。これらの制御システムを備えた自動車では、通常、車輪用の軸受装置として、制御に必要な車輪の回転速度を検出するためのセンサを内蔵したものが使用されている。
【０００３】
この種の回転速度センサ内蔵軸受装置の一例を図３に示す。この軸受装置は、図３（ａ）に示すように、外輪５１と、外輪５１の内周側に挿入された状態で回転する軸部材５２と、外輪５１と軸部材５２との間に転動自在に配された玉５３と、軸部材５２の一端部に固定されたエンコーダ５４と、外輪５１の一端部に装着されて外輪５１の一端の開口を塞ぐカバー５５と、カバー５５と一体にモールドされたカバー補強材５６と、カバー５５にエンコーダ５４の一部と対向するように取り付けられたセンサ５７とで基本的に構成されている。そして、外輪５１および軸部材５２をそれぞれ図示省略した懸架装置および車輪に固定することにより、車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するとともに、センサ５７でエンコーダ５４の回転により発生する磁界変動を検出し、これを回転速度に比例する電気信号に変換して図示省略したＡＢＳやＴＣＳの制御部に出力するようになっている。
【０００４】
また、図３（ｂ）に示すように、前記カバー５５へのセンサ５７の取付けは、カバー５５の厚み方向に貫通するセンサ取付穴５８にセンサ５７の挿入部５７ａを挿入することによって行っており、センサ５７の挿入部５７ａの外周面に設けた環状溝５９にＯリング６０を組み込むことにより、センサ取付穴５８から装置内部への異物の侵入の防止を図っている。
【０００５】
この例のように、自動車の脚まわりで使用される回転速度センサ内蔵軸受装置では、泥水等の異物が装置内部に侵入しないように、カバーを貫通するセンサ取付穴にＯリング等のゴム製のシール部材を組み込んでいる場合が多い（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−３１９０２７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の軸受装置では、Ｏリング等のゴム製のシール部材が、組込時の捩じれや締め代の不足により十分なシール性を得られず、装置内部へ泥水等の異物が侵入してしまうことがある。また、長期間使用しているうちに、劣化（硬化、ひび割れ）によって異物が侵入するようになることもある。装置内部へ異物が侵入すると、転動体と外輪または軸部材との間に異物が巻き込まれて軸受としての寿命が短くなるだけでなく、センサやエンコーダに異物が付着することにより、回転速度の検出精度が低下してＡＢＳやＴＣＳが正常に作動しなくなるおそれもある。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、シール性に優れた回転速度センサ内蔵軸受装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明は、固定部材に固定される金属製の外輪と、外輪の内周側に挿入された状態で回転する軸部材と、前記外輪と軸部材との間に転動自在に配された複数の転動体と、前記軸部材の一端部に固定されたエンコーダと、前記外輪の一端部に装着されて外輪の一端の開口を塞ぐ合成樹脂製のカバーと、このカバーと一体にモールドされたカバー補強材と、前記カバーのセンサ取付穴に前記エンコーダの一部と対向するように取り付けられ、エンコーダの回転による磁界変動を検出して回転速度に比例する信号を出力するセンサとを備えた回転速度センサ内蔵軸受装置において、前記カバーは、有蓋円筒状に形成されその筒部が前記外輪の一端部の内周に圧入されるものとし、前記カバー補強材を非磁性金属材料で有蓋円筒状に形成し、このカバー補強材を前記カバーの筒部内周面から蓋部内側面にかけてモールドして、カバー補強材の蓋部で前記センサ取付穴の前記エンコーダと対向する側の開口を塞いだ構成を採用したのである。
【００１０】
すなわち、カバーのセンサ取付穴のエンコーダと対向する側の開口を、非磁性材料で有蓋円筒状に形成したカバー補強材の蓋部で塞ぐことにより、回転速度の検出精度に影響を及ぼすことなく、センサ取付穴がカバーを貫通しないようにして、装置内部への異物の侵入経路を減らし、装置全体のシール性を向上させたのである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。この回転速度センサ内蔵軸受装置は、自動車の車輪用で、図１に示すように、外輪１と、外輪１の内周側に挿入された状態で回転する軸部材２と、外輪１と軸部材２との間に転動自在に配された複数の転動体としての玉３と、軸部材２の一端部に固定されたエンコーダ４と、外輪１の一端部に装着されて外輪１の一端の開口を塞ぐカバー５と、このカバー５と一体にモールドされたカバー補強材としての芯金６と、カバー５にエンコーダ４の一部と対向するように取り付けられたセンサ７とで基本的に構成され、センサ７でエンコーダ４の回転により発生する磁界変動を検出し、これを回転速度に比例する電気信号に変換して図示省略したＡＢＳやＴＣＳの制御部に出力するものである。
【００１２】
前記外輪１は、一端側の外周面に設けた取付部１ａを懸架装置（図示省略）にボルト止めされて固定されるようになっている。一方、前記軸部材２は、他端側の外周面にフランジ８ａを有するハブ８と、ハブ８の一端側の外周に取り付けられた内輪９とからなり、ハブ８のフランジ８ａをハブボルト１０により図示省略した車輪に固定される。これらの外輪１および軸部材２は、金属製で、外輪１とハブ８との間および外輪１と内輪９との間に、保持器１１に保持された複数の玉３が１列ずつ配されている。また、外輪１の他端側内周面とハブ８の外周面との間の隙間は、シール装置１２により塞がれている。
【００１３】
前記エンコーダ４は、内輪９の一端部外周に嵌め込まれる筒状の取付部４ａと、取付部４ａの一端の鍔部に取り付けられたエンコーダ本体４ｂとからなる。エンコーダ本体４ｂは、ゴム磁石、焼結磁石、樹脂製磁石等の永久磁石を環状に形成して、円周方向に交互にＳ極とＮ極とが現れるように着磁したもので、円周方向の回転によって磁界変動を生じるようになっている。なお、エンコーダ本体としては、ギア型のパルサリングを使用することもできる。
【００１４】
前記カバー５は、合成樹脂で有蓋円筒状に形成されており、その筒部５ａが外輪１の一端部の内周に圧入されて外輪１に装着され、蓋部５ｂで外輪１の一端の開口を塞いでいる。筒部５ａには外輪１の一端面と当接するフランジ１３が形成されており、これによりカバー５全体が外輪１に対して軸方向に精度よく位置決めされ、カバー５に取り付けたセンサ７の位置管理が容易に行える。
【００１５】
また、図２にも示すように、カバー５の蓋部５ｂには筒状のセンサ取付部１４が設けられ、その内周側に形成されたセンサ取付穴１５にセンサ７の挿入部７ａが挿入されるようになっている。一方、カバー５には、その筒部５ａ内周面から蓋部５ｂ内側面にかけて、有蓋円筒状に形成された芯金６が一体にモールドされており、この芯金６の蓋部６ａによってセンサ取付穴１５のエンコーダ４と対向する側の開口が塞がれている。
【００１６】
前記芯金６は、厚さが約０．３ｍｍの非磁性鋼（この例では、SUS 430 ）の板材で形成されており、蓋部６ａを有している分、従来の円筒状のものよりもカバー５の強度を高めることができる。また、非磁性であるため、回転速度の検出精度には影響を及ぼさない。なお、芯金の材質は、非磁性鋼に限らず、磁性がなく、補強材としての強度を有するものであればよい。また、蓋部の厚みも、センサの挿入部とエンコーダ本体との間隔を変えない範囲で変更が可能である。
【００１７】
前記センサ７は、外装部分が合成樹脂製で、挿入部７ａをカバー５のセンサ取付穴１５に挿入することによりカバー５に取り付けられている。その挿入部７ａは、芯金６の蓋部６ａを挟んでエンコーダ本体４ｂの一部と所定の間隔をおいて対向しており、エンコーダ本体４ｂとの対向面の近傍に、エンコーダ４の回転によって発生する磁界変動を検出する検出部（図示省略）を内蔵している。この検出部は、センサ７内で出力ケーブル１６の一端部に接続されており、検出した磁界変動を回転速度に比例する電気信号に変換した後、この電気信号をケーブル１６を介して出力するようになっている。
【００１８】
この軸受装置は、上記の構成であり、カバー５のセンサ取付穴１５のエンコーダ４と対向する側の開口を、非磁性鋼板で有蓋円筒状に形成した芯金６の蓋部６ａで塞いでいるので、従来の装置に比べて、センサ取付穴がカバーを貫通していない分、装置内部への異物の侵入経路が少なく、装置全体のシール性が優れている。
【００１９】
なお、この発明は、実施形態で説明した自動車の車輪用に限らず、異物の侵入の可能性が高い場所で使用される回転速度センサ内蔵軸受装置に有効に適用することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、この発明は、回転速度センサ内蔵軸受装置のカバー補強材を非磁性材料で有蓋円筒状に形成し、その蓋部でカバーのセンサ取付穴のエンコーダと対向する側の開口を塞いで、センサ取付穴がカバーを貫通しないようにしたので、装置内部への異物の侵入経路を減らし、装置全体のシール性を向上させることができる。
【００２１】
従って、軸受装置の寿命を延長することができるとともに、長期間にわたって回転速度の検出精度の低下を防止でき、検出した回転速度を用いて制御を行うシステムの安定化を図ることができる。
【００２２】
また、Ｏリング等のシール部材を削減できるので、装置の構造および組立作業が簡単になり、コストの低減も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の回転速度センサ内蔵軸受装置の正面断面図
【図２】図１の軸受装置の要部拡大断面図
【図３】ａは従来の回転速度センサ内蔵軸受装置の正面断面図、ｂはａの要部拡大断面図
【符号の説明】
１ 外輪
１ａ 取付部
２ 軸部材
３ 玉
４ エンコーダ
４ａ 取付部
４ｂ 本体
５ カバー
５ａ 筒部
５ｂ 蓋部
６ 芯金
６ａ 蓋部
７ センサ
７ａ 挿入部
８ ハブ
８ａ フランジ
９ 内輪
１０ ハブボルト
１１ 保持器
１２ シール装置
１３ フランジ
１４ センサ取付部
１５ 取付穴
１６ ケーブル
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の車輪を回転自在に支持する軸受装置のうち、特に車輪の回転速度を検出するセンサを内蔵した回転速度センサ内蔵軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の自動車には、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）やＴＣＳ（トラクションコントロールシステム）を装備したものが増えてきている。これらの制御システムを備えた自動車では、通常、車輪用の軸受装置として、制御に必要な車輪の回転速度を検出するためのセンサを内蔵したものが使用されている。
【０００３】
この種の回転速度センサ内蔵軸受装置の一例を図３に示す。この軸受装置は、図３（ａ）に示すように、外輪５１と、外輪５１の内周側に挿入された状態で回転する軸部材５２と、外輪５１と軸部材５２との間に転動自在に配された玉５３と、軸部材５２の一端部に固定されたエンコーダ５４と、外輪５１の一端部に装着されて外輪５１の一端の開口を塞ぐカバー５５と、カバー５５と一体にモールドされたカバー補強材５６と、カバー５５にエンコーダ５４の一部と対向するように取り付けられたセンサ５７とで基本的に構成されている。そして、外輪５１および軸部材５２をそれぞれ図示省略した懸架装置および車輪に固定することにより、車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するとともに、センサ５７でエンコーダ５４の回転により発生する磁界変動を検出し、これを回転速度に比例する電気信号に変換して図示省略したＡＢＳやＴＣＳの制御部に出力するようになっている。
【０００４】
また、図３（ｂ）に示すように、前記カバー５５へのセンサ５７の取付けは、カバー５５の厚み方向に貫通するセンサ取付穴５８にセンサ５７の挿入部５７ａを挿入することによって行っており、センサ５７の挿入部５７ａの外周面に設けた環状溝５９にＯリング６０を組み込むことにより、センサ取付穴５８から装置内部への異物の侵入の防止を図っている。
【０００５】
この例のように、自動車の脚まわりで使用される回転速度センサ内蔵軸受装置では、泥水等の異物が装置内部に侵入しないように、カバーを貫通するセンサ取付穴にＯリング等のゴム製のシール部材を組み込んでいる場合が多い（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−３１９０２７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の軸受装置では、Ｏリング等のゴム製のシール部材が、組込時の捩じれや締め代の不足により十分なシール性を得られず、装置内部へ泥水等の異物が侵入してしまうことがある。また、長期間使用しているうちに、劣化（硬化、ひび割れ）によって異物が侵入するようになることもある。装置内部へ異物が侵入すると、転動体と外輪または軸部材との間に異物が巻き込まれて軸受としての寿命が短くなるだけでなく、センサやエンコーダに異物が付着することにより、回転速度の検出精度が低下してＡＢＳやＴＣＳが正常に作動しなくなるおそれもある。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、シール性に優れた回転速度センサ内蔵軸受装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明は、固定部材に固定される金属製の外輪と、外輪の内周側に挿入された状態で回転する軸部材と、前記外輪と軸部材との間に転動自在に配された複数の転動体と、前記軸部材の一端部に固定されたエンコーダと、前記外輪の一端部に装着されて外輪の一端の開口を塞ぐ合成樹脂製のカバーと、このカバーと一体にモールドされたカバー補強材と、前記カバーのセンサ取付穴に前記エンコーダの一部と対向するように取り付けられ、エンコーダの回転による磁界変動を検出して回転速度に比例する信号を出力するセンサとを備えた回転速度センサ内蔵軸受装置において、前記カバーは、有蓋円筒状に形成されその筒部が前記外輪の一端部の内周に圧入されるものとし、前記カバー補強材を非磁性金属材料で有蓋円筒状に形成し、このカバー補強材を前記カバーの筒部内周面から蓋部内側面にかけてモールドして、カバー補強材の蓋部で前記センサ取付穴の前記エンコーダと対向する側の開口を塞いだ構成を採用したのである。
【００１０】
すなわち、カバーのセンサ取付穴のエンコーダと対向する側の開口を、非磁性材料で有蓋円筒状に形成したカバー補強材の蓋部で塞ぐことにより、回転速度の検出精度に影響を及ぼすことなく、センサ取付穴がカバーを貫通しないようにして、装置内部への異物の侵入経路を減らし、装置全体のシール性を向上させたのである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。この回転速度センサ内蔵軸受装置は、自動車の車輪用で、図１に示すように、外輪１と、外輪１の内周側に挿入された状態で回転する軸部材２と、外輪１と軸部材２との間に転動自在に配された複数の転動体としての玉３と、軸部材２の一端部に固定されたエンコーダ４と、外輪１の一端部に装着されて外輪１の一端の開口を塞ぐカバー５と、このカバー５と一体にモールドされたカバー補強材としての芯金６と、カバー５にエンコーダ４の一部と対向するように取り付けられたセンサ７とで基本的に構成され、センサ７でエンコーダ４の回転により発生する磁界変動を検出し、これを回転速度に比例する電気信号に変換して図示省略したＡＢＳやＴＣＳの制御部に出力するものである。
【００１２】
前記外輪１は、一端側の外周面に設けた取付部１ａを懸架装置（図示省略）にボルト止めされて固定されるようになっている。一方、前記軸部材２は、他端側の外周面にフランジ８ａを有するハブ８と、ハブ８の一端側の外周に取り付けられた内輪９とからなり、ハブ８のフランジ８ａをハブボルト１０により図示省略した車輪に固定される。これらの外輪１および軸部材２は、金属製で、外輪１とハブ８との間および外輪１と内輪９との間に、保持器１１に保持された複数の玉３が１列ずつ配されている。また、外輪１の他端側内周面とハブ８の外周面との間の隙間は、シール装置１２により塞がれている。
【００１３】
前記エンコーダ４は、内輪９の一端部外周に嵌め込まれる筒状の取付部４ａと、取付部４ａの一端の鍔部に取り付けられたエンコーダ本体４ｂとからなる。エンコーダ本体４ｂは、ゴム磁石、焼結磁石、樹脂製磁石等の永久磁石を環状に形成して、円周方向に交互にＳ極とＮ極とが現れるように着磁したもので、円周方向の回転によって磁界変動を生じるようになっている。なお、エンコーダ本体としては、ギア型のパルサリングを使用することもできる。
【００１４】
前記カバー５は、合成樹脂で有蓋円筒状に形成されており、その筒部５ａが外輪１の一端部の内周に圧入されて外輪１に装着され、蓋部５ｂで外輪１の一端の開口を塞いでいる。筒部５ａには外輪１の一端面と当接するフランジ１３が形成されており、これによりカバー５全体が外輪１に対して軸方向に精度よく位置決めされ、カバー５に取り付けたセンサ７の位置管理が容易に行える。
【００１５】
また、図２にも示すように、カバー５の蓋部５ｂには筒状のセンサ取付部１４が設けられ、その内周側に形成されたセンサ取付穴１５にセンサ７の挿入部７ａが挿入されるようになっている。一方、カバー５には、その筒部５ａ内周面から蓋部５ｂ内側面にかけて、有蓋円筒状に形成された芯金６が一体にモールドされており、この芯金６の蓋部６ａによってセンサ取付穴１５のエンコーダ４と対向する側の開口が塞がれている。
【００１６】
前記芯金６は、厚さが約０．３ｍｍの非磁性鋼（この例では、SUS 430 ）の板材で形成されており、蓋部６ａを有している分、従来の円筒状のものよりもカバー５の強度を高めることができる。また、非磁性であるため、回転速度の検出精度には影響を及ぼさない。なお、芯金の材質は、非磁性鋼に限らず、磁性がなく、補強材としての強度を有するものであればよい。また、蓋部の厚みも、センサの挿入部とエンコーダ本体との間隔を変えない範囲で変更が可能である。
【００１７】
前記センサ７は、外装部分が合成樹脂製で、挿入部７ａをカバー５のセンサ取付穴１５に挿入することによりカバー５に取り付けられている。その挿入部７ａは、芯金６の蓋部６ａを挟んでエンコーダ本体４ｂの一部と所定の間隔をおいて対向しており、エンコーダ本体４ｂとの対向面の近傍に、エンコーダ４の回転によって発生する磁界変動を検出する検出部（図示省略）を内蔵している。この検出部は、センサ７内で出力ケーブル１６の一端部に接続されており、検出した磁界変動を回転速度に比例する電気信号に変換した後、この電気信号をケーブル１６を介して出力するようになっている。
【００１８】
この軸受装置は、上記の構成であり、カバー５のセンサ取付穴１５のエンコーダ４と対向する側の開口を、非磁性鋼板で有蓋円筒状に形成した芯金６の蓋部６ａで塞いでいるので、従来の装置に比べて、センサ取付穴がカバーを貫通していない分、装置内部への異物の侵入経路が少なく、装置全体のシール性が優れている。
【００１９】
なお、この発明は、実施形態で説明した自動車の車輪用に限らず、異物の侵入の可能性が高い場所で使用される回転速度センサ内蔵軸受装置に有効に適用することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、この発明は、回転速度センサ内蔵軸受装置のカバー補強材を非磁性材料で有蓋円筒状に形成し、その蓋部でカバーのセンサ取付穴のエンコーダと対向する側の開口を塞いで、センサ取付穴がカバーを貫通しないようにしたので、装置内部への異物の侵入経路を減らし、装置全体のシール性を向上させることができる。
【００２１】
従って、軸受装置の寿命を延長することができるとともに、長期間にわたって回転速度の検出精度の低下を防止でき、検出した回転速度を用いて制御を行うシステムの安定化を図ることができる。
【００２２】
また、Ｏリング等のシール部材を削減できるので、装置の構造および組立作業が簡単になり、コストの低減も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の回転速度センサ内蔵軸受装置の正面断面図
【図２】図１の軸受装置の要部拡大断面図
【図３】ａは従来の回転速度センサ内蔵軸受装置の正面断面図、ｂはａの要部拡大断面図
【符号の説明】
１ 外輪
１ａ 取付部
２ 軸部材
３ 玉
４ エンコーダ
４ａ 取付部
４ｂ 本体
５ カバー
５ａ 筒部
５ｂ 蓋部
６ 芯金
６ａ 蓋部
７ センサ
７ａ 挿入部
８ ハブ
８ａ フランジ
９ 内輪
１０ ハブボルト
１１ 保持器
１２ シール装置
１３ フランジ
１４ センサ取付部
１５ 取付穴
１６ ケーブル
Claims (1)
- 固定部材に固定される金属製の外輪と、外輪の内周側に挿入された状態で回転する軸部材と、前記外輪と軸部材との間に転動自在に配された複数の転動体と、前記軸部材の一端部に固定されたエンコーダと、前記外輪の一端部に装着されて外輪の一端の開口を塞ぐ合成樹脂製のカバーと、このカバーと一体にモールドされたカバー補強材と、前記カバーのセンサ取付穴に前記エンコーダの一部と対向するように取り付けられ、エンコーダの回転による磁界変動を検出して回転速度に比例する信号を出力するセンサとを備えた回転速度センサ内蔵軸受装置において、前記カバーは、有蓋円筒状に形成されその筒部が前記外輪の一端部の内周に圧入されるものとし、前記カバー補強材を非磁性金属材料で有蓋円筒状に形成し、このカバー補強材を前記カバーの筒部内周面から蓋部内側面にかけてモールドして、カバー補強材の蓋部で前記センサ取付穴の前記エンコーダと対向する側の開口を塞いだことを特徴とする回転速度センサ内蔵軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003154381A JP4286063B2 (ja) | 2003-05-30 | 2003-05-30 | 回転速度センサ内蔵軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003154381A JP4286063B2 (ja) | 2003-05-30 | 2003-05-30 | 回転速度センサ内蔵軸受装置 |
Publications (2)
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