WO2004057276A1 - センサ付き転がり軸受ユニット - Google Patents

Abstract

外輪3にレゾルバ2のステータ7が、リング部4にレゾルバ2のロータ8がそれぞれ設けられている。ステータ7は、リング状の鉄心9と、鉄心9に巻かれた巻線10とからなる。リング部4のステータ対向位置に、リング部4の他の外周面と偏心しておりステータ2のロータ8とされる偏心円筒面が形成されている。

Description

明細誊 センサ付き転が り 軸受ュエツ ト 背」 技術

こ の発明は、 自動車の A B S な どで使用 されるセンサ付き 転が り 軸受ュニッ ト に関する

鉄道車両や自動車においては 、 車軸あるレ、は車軸に回転を 伝達する回転軸を支持する と と もに軸の回転速度 · 回転角度 等の回転を検出するために、 転が り 軸受、 ならびにそれ きu

Pス け られたセンサ装置および被検出部であるパルサ リ ングを備 えたセンサ付き転が り軸受ュ二ッ トが使用 されている。

こ の種のセンサ付き転が り 軸受ュニッ トでは 、 回転検出の 分解能の向上や小径化の要求が強く なつている サ リ ングを使用する ものでは、 分解能がパルサ リ ングの着磁極数 に依存するため、 分解能の向上には、 その極数を増すこ とが 必要と なる。 しかしなが ら、 このよ う にする と 、 磁束密度が 低く なってセンサ装置の信号出力の絶対値が小さ く な り 、 回 転を正確に測定できなく なる とい う 問題が生じる こ とから、 分解能の向上には限界があつた

そこで、 パルサ リ ングに代わる被検出部を用いたセンサ付 き転が り 軸受ュ -ッ ト と して 特許文献 1 (実開平 6 — 4 7 8 6 7 号公報） には、 複数の突起を有する略 字状に形成さ れた被検出部材の突起間に挟まれる よ う に検出部を位置させ る こ と によ り 、 回転速度の検出出力を向上させたものが開示 されてお り 、 また、 特許文献 2 (特開平 1 1 一 1 7 4 0 6 9 号 ) には、 被検出部を軸受 固定用のナ V トに外 sin.

欲する こ と によ り 、 形状精度を高 < でさ る構造体と し 、 検出 n度を向 上させる ものが開不されている o

上記特許文献のセンサ付ぎ転が り 軸受ュ二ッ 卜に いて、 特許文献 1 の のではヽ 被検出部材の加ェが面倒とい う 問題 があ り 、 また 特許文献 2 の も のではヽ ナ ト を有してレ、な い軸受装置には適用できないとレヽ う 問題があつた o

そこで、 ステ一タ よぴ タからな 高分解能である V

R形レゾノレノ を利用 してヽ 回転状態を検出可能なセンサ付き

- が り 軸受ュ二ッ 卜 を得る とが考え られるが、 従来の V R 形レゾノレノ の形状は 、 板金加 X品の重ね口 わせによ り 特殊形 状に形成されているため 、 これをそのまま使用 したのでは製

·

造コス ト が高 < つ く と レ、 つ 問題がある 0

こ の発明の 目 的は 高分解能である レゾルパを利用 し、 か つ 、 そのコス 卜 を下げる と によ り 、 低 ス ト でかつ高分解 能であるセンサ付き転が り 軸受ュ二 V 卜 を提供する と にあ

発明の開示

この発明によるセンサ付き転が り 軸受ュニ ッ 卜は 、 外輪部 材および内輪部材を有する転力 ^s り軸受と 、 軸の回転を検出す る レゾルパと を備え、 外輪部材およぴ内輪部材のレ、ずれか一 方に 、 レゾノレ /くのステータが設け られてお り 、 |BJ他方の部材 のステ一タ対向位置に、 レゾノレノ の 口一タ と される被検出面 が加ェされてレヽる こ と を特徴とする ものである o

で 、 「加工」 と はヽ ロータ と なる部材を外輸部材また は内輪部材に圧入な どによ り 一体化するのではな < 、 内周に 軌道溝を有する外輪部材の内周部または外 に軌道溝を有す る内輸部材の外周部に切削な どによ り Π 一タの被検出面を形 成する こ と を 、味する。

この発明のセンサ付き転が り 軸受ュ二ッ 卜 によ る と 、 外輪 部材および内輪部材のいずれ力 一方に 、 レゾルバのステ一タ が設け られて り 、 同他方の部材のステ一タ対向位置にヽ レ ゾノレノ の口一タ と される被検出面が加ェされているのでヽ ータ用の新たな部材が不要で力、つ転が り 軸受けに レゾル を ン ノ ク 卜 に ―体化する こ と がでさ、 これによ り 、 低 ス 卜 で力 つ高分解能であるセンサ付き転が り 軸受ュ二ッ 卜 を得る こ とができ る

レゾルパによ る回転角度検出原理は 、 公知のものであ り 、 ス テータ に正弦波電圧を入力 した状態で、 外輪部材と 内輪部 材とが相対回 Isする と、 ステータ と 口一タの被検出面と の工 ァギヤ ップ量が連続にまたは不連 に変化する こ と に伴い 、

- ステータに回転角に応じた電圧が得られ、 れによ り 転が り 軸受けュ二 ク ト の回転状態を検出する こ とがでさ る ス テ ータぉよぴ 一タは、 磁性材科で形成される 口一タ と され る被加工面が形成される方の外輪または内輪部材は 、 例えば、

S U J 2製と される こ と によ り 、 軸受の軌道部材と しての強 度と 口一タ と しての磁性と の特性を両立保持する ちの と され 。

こ の発明によ るセンサ付き転が り 軸受ュ ッ 卜は 、 例えば、 外輪がハゥジングなどに固定され 、 ジ ング部に回転軸などが 固定されて 、 回転軸を支持かつその回転状態を検出可能な軸 受ュ二ッ ト と して使用 される

レゾルノ と しては 、 種 のタィプのブラシ レス レゾルパや、 プラシ レス シン ク を用レ、る と ができ、 こ の う ち、 V R

( ノ リ アブル · リ ァク タンス ) 形レゾノレノ が好適である。

レゾノレノ のス テ一タは 、 例 ば 内径が櫛歯状に形成され た ング状の鉄心とヽ すベての歯の部分に順次コ イ ル力 s巻か れて形成されたステ一タ卷線とから構成される 。 ステータ は、 その鉄心部分が歯の先端を径方向内向きに した状態で外輪部 材の肩部に圧入されて固定される

レゾノレノ の 口 —タは 例えば 、 内輪部材のステータ対向部 分が口ータ用 と して加ェされる こ と によ り形成され、 その被 検出面の形状は、 偏心円筒面 、 すなわち、 内輪部材の他の外 周面 (外輪部材の内周面と 心の円筒面） と偏心している 円 筒面と される。 偏心円筒面は 、 例えば、 内輸部材の軸に対し て旋削工具の軸を偏心させて加ェする こ と によ り 、 容易にか つ 度よ く 得る こ と ができ る o

π タの被検出面はヽ 兀全な円筒面力 らずれた面であれば 種々 の形態が可能でめ り 、 が り 軸受けの軸を中心とする円 筒面に切欠きが設け られた の と される こ と がある。 切欠さ は 、 1 つでも複数でも よ < 、 方向に等間隔である必要はな レヽ o のよ う な切欠ぎ付さ円筒面は 、 例えば、 外輪部材また は内輪部材を従来と 様に形成した後、 例えばキー溝を加ェ するの と 同 じ方法によ り その内周または外周に軸方向にのぴ

- る切欠き を形成する と によ X) 、 容易にかつ精度よ く 得る とができる。 切欠さはヽ 溝状に限られる ものではな く 、 例 ば 、 円周の一部に平坦部を形成する も のであつても よい。 転が り 軸受が単列の場合には、 軸受のいずれか一方の端部 にステータ を配置する こ とが好ま しく 、 転が り 軸受が複列の 場 には、 軸受のいずれか一方の端部にステータ を配置して も もちろんよいが 、 必要に応じて、 2列の転動体の中間にス テ ―タ を配置する よ う に しても よい。

例えば、 こ のセ ンサ付き転が り 軸受ュニッ ト を使用 して A

B s のための回転を検出する場合、 ロータが上記単純な円筒 偏心面または切欠さ付き 円筒面であっても、 必要かつ十分な in が得られ、 n 一タ を単純な円筒偏心面または切欠き付き 円筒面とする こ と によ る低コス ト化が達成でさ る。 また、 回 転輪にはロータ用の別の部材を取り 付ける必要はな < 、 ステ 一タ を固定輪に取 り 付ける こ と によ り 、 上記回転検出機能が 得られるので、 コ ンパク トイ匕を図る こ と もでさ る。

の発明のセンサ付き転が り 軸受ュ -ッ トでは、 内輪部材 はヽ 車輪取付用のフラ ンジ部を有し車輪が取 り 付け られる回

Is側軌道部材と され 、 外輪部材は、 車体側への取付部を有し 車体に取り付けられる固定側軌道部材と されている こ とがあ る 0 このよ う に構成されたセンサ付き転が り 軸受ュ二ッ トは、 ハプュニッ ト と して車両に組み込まれて使用 される o

ノヽブュュッ ト と して使用 されるに際しては 、 以下の形態と される o

回 Is側軌道部材が 、 第 1 の軌道溝を有する大径部 ょぴ第

1 の軌道溝の径ょ り も小さい外径を有する小径部からなるシ ャフ 卜部と 、 第 2 の軌道溝を有しかつシャ フ ト部の小径部に 欲められた リ ング部と からなる ものと される こ と がある。

の場合に、 ステータが、 回転側軌道部材の リ ング部の肩 部に対向する固定側軌道部材の端部に配置される と と もにヽ 一タの被検出面が リ ング部の肩部の外周面に形成されてレ、 る よ 5 にする こ と が好ま しい ο

- のよ う にする と 、 ハブュ二シ 卜の 2列の転動体の中間に ステ一タ を配置した場合に比ベて 、 ステ タの リ 一 Κ線また はコネク タ を固定側軌道部材の孔に手で通すな どの作業が不 要と なつて 、 ノヽプュニッ トの端部から取り 出すこ とができ 、 また 、 センサ装置無しのノヽブュ二 卜にステ タ を圧入する ェ が増えるのみである こ と から 、 組立の白動化が従来と 様に可能であ り 、 センサ付きノヽブュ二 ッ 卜の ： Πス 卜 を下げる こ と ができ る と と もに、 コンハ⁰ク 卜化を図る と もでき る o ステ一タの配線は、 円筒状の固定側軌 M部材の 耑部開 口か ら取 出 され、 固定側軌道部材の端部開 Pにヽ 有底円筒状に 形成された力パーが被せられヽ この力 の底部にヽ 送信用 のノヽ 一ネスが取り 付け られる .ネク タ部が形成される ステ 一タは 、 力バーに固定され、 こ の力ノ が固 Λ£側軌 部材に 固定される よ う に しても よ く ヽ 力 一を介さず圧入によつて 固定側軌道部材に直接固定される よ つ にしても よレ、 リ 一 ド、 線 、 コネク タ ピンなどの配線部材は 、 力ノ 一内部に充填され た榭脂によ り 、 力パー内に包埋固定される o こ して 、 ステ 一タの配線を簡単にかつ断線の恐れな < 外部に取 り 出すこ と がでさ る。

タ の被検出面を偏心円筒面とするには 、 例えば 、 y ン グ部の外周を加工するに際し 、 その内岡面の中心軸に対して 旋削ェ具の軸を偏心させて加 Xする こ とによ 容易にかつ 度 く 得る こ とができ る センサ装 «にはヽ ステ タ と 口 タの被検出面すなわち リ ング部の肩部外周面と の間のェァギャ ップ量に応じて出力 さ れる信号を処理する処理回路が設け られ 、 この処理回路は、

A B S等のために必要な回 角度や回転速度を求める回転検 出部と 、 ステ一タ と 一タ と の間のェァギャ ップ量から車輪 にかかる接地荷重を求める車 Iffl接地荷重演算部と を有してい る こ と が好ま しレ、 o

走行する单両の速度変化や姿勢変化に伴つて、 各タィャに 掛かる接地荷重が変動するが - ヽ ¹¹ の接地荷重の大き さ によつ て車軸の車体に対する変位量が変動する と と なる。 の車 軸の変位はヽ ノヽブュ二ッ 卜における固定側軌道部材に対する 回転側軌道部材の 位すなわちステ一タ と ータ と の間のェ ァギャ ップ量と対応関係にある。 したがつて 、 タイヤの接地 荷重と 回転側軌道部材の変位量と の関係を予め求めて < と と に 、 ステ一タ と 口一タ と の間のェァギャ ップ量を レゾル ノ で測定する こ と によ り 、 接地荷重 ―変位量の関係式とェァ ギャ クプ量から接地荷重を 度よ < 求める こ と ができ る

して得られたタィャ接地荷重は 、 A B S制御におけるス リ ソプ率の代替え タ と して使用 されるほか 、 駆動力制御や プレ一キカ制御などにおレ、て使用 され 、 車両制御の精 向上 に資する こ と がでさる。 レゾノレバは 、 それ白体が回転を検出 する も のである こ とから 、 接地荷重と と あに回転情報あ知る - とができ 、 車輪の回転と タィャの接地荷重とい う 車两制御 で重 なパラメ 一タを 1 つのセンサで得るご と ができ る o 図面の簡単な説明 図 1 は、 の発明によるセンサ付き転が り 軸受ュェッ ト の 第 1 実施形態を示す横断面図である。

図 2 はゝ 図 1 の I I - I I線に沿 う 断面図である。

図 3 は 、 の発明によるセンサ付き転が り 軸受ュュッ ト の 第 2実施形態を示す横断面図である。

図 4 は 、 図 3 の IV- IV線に沿 う 断面図である。

図 5 は 、 の発明によるセンサ付き転が り軸受ュ二ッ トの 第 3実施形態を示す横断面図である。

図 6 は 、 図 5 の VI - VI線に沿 う 断面図である。

図 7 は 、 の発明によるセンサ付き転が り 軸受けュ -ッ 卜 の第 4 実施形態を示す横断面図である。

図 8 は 、 図 7 の V I I I - VI I I線に沿 う 断面図である。

図 9 は レゾルバの取り付け部分の詳細を示す図 8 の拡大 図である

図 1 0 は 第 4実施形態のセンサ付き転が り 軸受けュニッ トの処理回路を示すブロ ッ ク図である。

図 1 1 は 、 こ の発明によ るセンサ付き転が り軸受けュニ ッ トの第 5 実施形態を示す図で、 第 4実施形態の図 8 に対応す る断面図でめる。

図 1 2 は 、 第 5 実施形態のセンサ付き転が り 軸受けュニッ トの処理回路を示すブロ ック 図である。

図 1 3 は レゾルバの取り 付け部分の他の実施形態を示す 図 9 に対応する図である。 発明を実施するための最良の形態 の発明の実施の形態を、 以下図面を参照 して 明する。 図 1 および図 2 は、 こ の発明のセンサ付き転が り軸受ュニ

V 卜の第 1 実施形態を示している。 以下の説明において、 左 右 よぴ上下は、 図 1 の左右および上下をい う ものとする。

図 1 および図 2 に示すよ う に、 センサ付き転が り軸受ュニ

V 卜は 、 軸受と しての転が り 軸受（1)およびその回転を検出す る レゾノレノ (2)を備えている。

が り 軸受（1)は、 固定輪である外輪（3)、 回転輪である リ ング部 (4)、 これらの間に配置された複数の転動体である玉

(5)、 および保持器（6)を備えている。 図示は省略したが、 外 輪（3)はハウジングなどに固定され、 リ ング部（4)には回転軸 な どが固定される。

レゾルバ (2)は、 V R形ブラ シレス レゾルバで、 ステータ (7)およびロータ （8)からな り 、 そのステータ （7)が外輪（3)に、 そのロータ （8)が リ ング部（4)にそれぞれ設けられている。

ステータ （7)は、 内径が櫛歯状に形成された リ ング状の鉄心 (9)と、 鉄心（9)のすベての歯（9a)の部分に順次コィルが巻か れて形成されたス テータ卷線（10)とからなる。 ステータ （⁷)は、 鉄心 （9)が歯（9a)の先端を径方向内向きにした状態で外輪（3) の右端部に圧入されて固定されている。 これによ り 、 ス テー タ （7)の鉄心（9)の内径は、 外輪（3)の内径と 同心と されている。 鉄心（9)の内径は、 リ ング部（4)の外径よ り も若干大き く なさ れている。

レゾルバ（2)のロータ （8)は、 リ ング部（4)のステータ対向部 分すなわち右端部がロータ用 と して加工される こ と によ り 形 成されている。 ロータ （8)の形状は、 円筒面であ り 、 かつ、 そ の中心軸が リ ング部（4)の軸よ り も若干下方に位置させられる こ と によ り 、 リ ング部（4)の他の外周面（4a)から偏心させられ た偏心円筒面と されている。 したがって、 リ ング部（4)が回転 する と、 外輪（3)の内径と 同心の内径を有するステータ （7)の 鉄心（9)と偏心円筒面からなる ロータ （8)とのギャ ップが変化 し、 ステータ （7)に回転角に応じた電圧が得られ、 これが信号 線 (11)を介して処理回路に送られる。 これによ り 、 A B S な どのために必要な回転軸の回転状態を検出する こ と がでさ る 図 3 ぴ図 4 は 、 こ の発明のセ ンサ付き転が り軸受ュ二 ッ ト の第 2実施形態を示している。 以下の説明において 、 左 および上下は、 図 3 の左右および上下をレヽ う も の とする 図 3 よぴ図 4 に示すよ う に、 センサ付き転が り 軸受ュ二 ッ トはヽ 軸受と しての転力 S り 軸受（21)およびその回転を検出' する レゾルバ (22)を備えている

転が り 軸受 (21)は 、 複列のア ンギユ ラ玉軸受であつてヽ 固 定輪である外輪部材 (23)、 回転輪である 2つの内輪部材 (24)、 これらの間に 2列に配置された複数の転動体である玉 (25) 、 および各列の玉（25)をそれぞれ保持する保持器 (26)を備えて いる 図示は省略したが、 外輪部材 (23)はハゥジングな どに 固定され 、 内輪部材 (24)には回転軸などが固定される。

レゾルノ (22)は、 V R形ブラシレス レゾノレノ で、 ステ一タ

(27)およびロータ （28)からな り 、 そのステ一タ (27)が外 部 材 (23)に 、 その ロ ータ (28)が内輪部材 (24)にそれぞれ設け ら れてレヽる

ステ一タ (27)は、 内径が櫛歯状に形成された リ ング状の鉄 心 (29)と 、 鉄心 (29)のすベての歯（29a)の部分に順次コ ィ ルが 卷カ れて形成されたステ一タ巻線（30)とからなる。 ステ タ (27)は、 鉄心 (29)が歯 (29a)の先端を径方向內向き ί:二 した状態 で外輪部材 (23)の軸方向ほぼ中央部に圧入されて固定されて いる。 これによ り 、 ステ一タ （27)の鉄心（29)の内径は、 外輪 部材 (23)の内径と 心と されている。 鉄心（29)の内径は、 内 輪部材 (24)の外径よ り 若干大き く なされている。

レゾノレノ (22)の口一タ (28)は、 内輪部材（24)のステータ対 向部分が口一タ用 と して加工される こ と によ り 形成されてい る。 こ こ で 、 ステ一タ (27)は、 外輪部材（23)の軸方向ち よ う ど中央よ り も若干右方にずら されて、 その鉄心 (29)が右側の 内輪部材（24)の左端部を臨むよ う に位置させられている。 そ して、 ロータ用 と しての加工は、 右側の内輪部材（24)の左端 部にだけ施されてレ、る ο ロータ （28)の形状は、 円筒面であ り 、 かつ、 その中心軸が内輪部材（24)の軸よ り も若干下方に位置 させられる こ と によ り 、 内輪部材（24)の他の外周面 (24a)力、ら 偏心させられた偏心円筒面と されている。 したがつて、 内輪 部材 (24)が回転する と 外輸部材（23)の内径と 同心の内径を 有するステ一タ (27)の鉄心（29)と偏心円筒面からなる ロータ

(28)と のギャ ップが変化し、 ステータ （27)に回転角に応じた 電圧が得られ、 れが信号線（31)を介して処理回路に送られ る。 によ り A B S などのために必要な回転軸の回転状 態を検出する こ と がで る。

なお、 上記第 1 よぴ第 2 実施形態においては、 外輪 (3)

(23)が固定側、 y ング部 (4) (24)が回転側と したが、 外輪 (3)

(23)が回転側、 V ング部 (4) (24)が固定側と しても よ く 、 この 場合には、 π一タを外輪 (3) (23)の内径に設け、 ステータを リ ング部（4) (24)の外径に設ける こ とが好ま しレ、。 図 5 よび図 6 は、 こ の発明のセンサ付き転が り 軸受ュ ッ ト の第 3 実施形態を示している。 以下の説明において、 左 右 よび上下は、 図 5 の左右おょぴ上下をい う もの とする。

図 5 よび図 6 に示すよ う に、 センサ付き転が り軸受ュ - ク トは 、 軸受と してのハプュニッ ト （41)およびその回転を検 出する レゾルパ（42)を備えている。

ノヽブュ 二 ク ト （41)は、 車体側に固定される固定側軌道部材 と しての外輪部材 （以下では 「車体側軌道部材 J と称す） （4

3) 、 車輪が取り付けられる回転側軌道部材と しての内輪部材

(以下では Γ回転側軌道部材」 と称す） （44)、 両部材 (43) (4

4)の間に 2列に配置された複数の転動体である玉 (45)、 およ ぴ各列の玉 (45)をそれぞれ保持する保持器 (46)を備えている 車体側軌道部材（43)は、 内周面に 2列の外輪軌道が形成さ れている円筒部（52)と 、 円筒部（52)の左端部近く に設け られ て懸架装置 （車体） にポル ト で取り 付けられる フ ラ ンジ部（5 稀

3)と を有している。 回転側軌道部材（44)は、 第 1 の軌道溝（5 5a)を有する大径部（55)および第 1 の軌道溝（⁵⁵a)の径よ り も 小さい外径を ¾する小径部 (56)からなるシャ フ ト部 (54)と 、 シャ フ ト部 (54)の小径部（56)外径に嵌め止め られた リ ング部 (57)と からなる シャ フ ト部（54)の左端部には 、 おねじ部が 形成されてお り 、 このおねじ部には 、 ジ ング部 ( 57 )をシャフ ト部 (54)の入 部 (55)左端面に密接させるナッ ト (58)がねじ 合わされている シャ フ ト部（54)の右端近く には、 車輪を取 り 付けるための複数のポル ト （59)が固定されたフラ ンジ部 (6 0)が設けられてレ、る。 リ ング部（57)にはヽ シャ の 軌道溝（55a)と並列する よ う に、 軌道溝（57a)が形成されてい る。 車体側軌道部材 (43)の右端部と シャ フ ト部 (55)と の間に は、 シール装置 (61)が設け られている

レゾルパ (42)は、 V R形プラシ レス レゾノレノ で、 ステ一タ

(47)およびロ ータ （48)からな り 、 そのステ一タ (47)が車体側 軌道部材（43)に 、 その口一タ (48)が回転側軌道部材 (44)にそ れぞれ設けられてレヽる。

ステータ （47)は、 内径が櫛歯状に形成された リ ング状の鉄 心（49)と、 鉄心（49)のすベての歯（49a)の部分に順次コィルが 卷かれて形成されたス テータ卷線（50)とからなる。 ステータ (47)は、 鉄心（49)が歯（49a)の先端を径方向内向きに した状態 で車体側軌道部材 (43)の軸方向ほぼ中央部に圧入されて固定 されている 。 jlによ り 、 ステータ （47)の鉄心（49)の内径は、 車体側軌道部材 (43)の内径と 同心と されている。 鉄心（49)の 内径は、 シャ フ ト部（54)の大径部 (55)の外径ょ り も若干大き

< なされている。

レゾルノ (42)の ロ ータ (48)は、 回転側軌道部材（44)のス テ 一タ対向部分がロータ用 と して加工される こ と によ り形成さ れてレヽる こ こで、 ステ一タ (47)は、 シャフ ト部（54)の大径 部 (55)の左端近く を臨むよ う に位置させられている。 そ して、 ータ用 と しての加工は 、 シャフ ト部（54)の大径部（55)の左 端部に施されている。 一タ (48)の形状は 、 円筒面であ り 、 かつ、 その中心軸が回転側軌道部材 (44)の軸よ り も若干下方 に 置 せられる こ と によ り 、 シャ フ ト部 (54)の大径部 (55) の他の外周面から偏心させられた偏心円筒面と されている。 したがつて 、 回転側軌道部材 (44)が回転する と、 車体側軌道 部材 (43)の内径と 同心の内径を有するステ一タ （47)の鉄心（4 9)と偏心円筒面からなる タ (48)と のギャ ップが変化し、 ステ一タ （47)に回転角に応じた電圧が得られ、 これが信号線

• (51)を介して処理回路に送られる。 れによ り 、 A B S な ど のために必要な回転軸の回転状態を検出する こ と ができ る。

第 3 実施形態のセンサ付さ転が り 軸受ュニッ トによる と 、 回転側軌道部材（44)がシャ フ 卜 と リ ング部 (57)と が一 体化されたものである こ と から 、 これをセンサ付き転が り 軸 受けユニッ ト と して乗用車用のホイ一ル用軸受と して使用す る こ と によ り 、 軸受部分の ンパク ト化 、 軽量化等に寄与す る こ と ができ る。 flu 図 7 および図 8 は、 この発明のセ寸ンサ付き転が り 軸受けュ 二ッ トの第 4実施形態を示してレ、る。

図 7および図 8 に示すよ 5に 、 センサ付き転が り 軸受けュ 二ッ トは、 軸受け と してのノヽブュニッ 卜 (71)と 、 その回転お よび接地荷重を検出するセンサ装置と しての レゾルパ (72)と を備えている。

ノヽブュニッ ト （71)は、 車体側に固定される固定側軌道部材

(73) 、 車輪が取 り 付け られる回転側軌道部材（74)、 両部材（7

3) (74)の間に 2列に配置された複数の 動体である玉（75)、 お び各列の玉（75)をそれぞれ保持する保持器（76)を備えて いる o

固定側軌道部材（73)はヽ 内周面に 2列の外輪軌道が形成さ れている 円筒部（82)と、 円筒部 (82)の左端部近く に設けられ て懸架装置 （車体） にボル 卜で取り 付けられるフ ラ ンジ部（8

3)と を有している。

回転側軌道部材（74)は 、 第 1 の軌道溝 (85a)を有する大径咅 1 (85)およぴ第 1 の軌道溝（85a)の径ょ り も小さい外径を有する 小径部（86)を有しているシャ フ ト部（84)と、 シャ フ ト部（84) の小径部（86)外径に嵌め止め られて右面がシャ フ ト部（84)の 大径部（85)左面に密接させられている リ ング部（87)とからな る。 シャ フ ト部（84)の右端近く には、 車輪を取り 付けるため の複数のボル ト （89)が固定されたフラ ンジ部（88)が設け られ ている。 リ ング部（87)の右部には、 シャ フ ト部（84)の軌道溝 (85a)と並列する よ う に、 軌道溝（87a)が形成されてお り 、 リ ング部（87)の左部に肩部（87b)が形成されている。 固定側軌道 部材 (73)の右端部と シャ フ ト部（84)と の間には 、 シ ル装

(90)が設け られている。 固定側軌道部材 (73)の左端部にはヽ 力ノ 一 (91·)が被せ止められている。 カバ一 (91)は、 金属また は榭脂によ り 有底円筒状に形成されたもので、 その右端部に は、 固定側軌道部材（73)の左端部内周に嵌合固定されている 円筒状固定部（91a)が形成されている。

レゾルパ (72)は、 V R形ブラ シ レス レゾルパで、 ステ一タ

(77) よびロータ （78)からな り 、 そのステータ (77)は 、 力ノ 一 （91)の固定部（91a)における リ ング部肩部（87b)対向位置に

|¾け られている。 そ して、 ロータ （78)は 、 ステ一タ対向位 である回転側軌道部材（74)の リ ング部（87)の肩部（87b)に設け られている。 ステータ （77)信号は、 リ ー ド線（93)およびコネ ク タ ピン （94)な どの配線部材を介して外部に取り 出される。

図 8 に詳細に示すよ う に、 ステータ （77)は、 内径が櫛歯状 に形成された リ ング状の鉄心（79)と、 鉄心（79)のすベての歯 (79a)の部分に順次コイルが巻かれて形成されたステータ卷線 (80)と からなる。 ステータ （77)は、 鉄心（79)が歯の先端を径 方向内向き に した状態でカバー（91)の固定部（91a)の内周面に 圧入されている。

図 9 に拡大して示すよ う に、 固定側軌道部材（73)の左端部 の内周面（73a)に嵌合固定されているカバー（91)の固定部（91 a)の左側には 、 径方向外方に突出 し固定側軌道部材（73)の左 端部に ける軸方向端面に当接する環状凸部（91b)が形成され ている 力バ 一 (91)の底部には、 送受信用のハ一ネスが取 り 付け られる コネク タ部（91c)が形成されている。 ステータ卷線

(80)の出力は 、 リ 一 ド線 (93)を介してコネク タ ピン（94)に接

/1¾ れる V一 ド線 (93)、 コネク タ ピン（94)おょぴステータ

(77)はヽ 力ノ 一 (91)内部に充填された樹脂（92)によ り カ ノく 一

(91)内に包埋固定されている。 なお、 ステータ (77)の鉄心 (7

9)の Π タ (7 8)と対向する部分だけは樹脂（92)から露出 して いる また 、 力ノ 一 (91)底部のコ ネク タ部（91c ) も樹脂によ り 形成されて り 、 ネク タ ピン （94)は、 こ のコネク タ部（91 c)に先端を樹脂 (92)から突出させて収め られている。 リ ー ド 線（93)およびコネク タ ピン（94)は、 信号の種類に合わせて複 数設け られている。 こ う して、 ステータ （77)およびその配線 部材（93) (94)が力パー（91)だけに設け られ、 ステータ （77)の 配線接続を簡単にかつ断線の恐れなく 行う こ とができ る。

図 9 に示すよ う に、 固定側軌道部材（73)の左端部近く には、 左端開 P径よ り も若干径が小さ く なされたス ト ツパ部（73b)が 形成されて り 、 ステ一タ (77)は、 カバー（91)の固定部（91 a)の右端部がこのス 卜 パ部（73b)に左方から当接する こ と に よ り 、 ジ ング部 (87)にち よ う ど対向する よ う位置決めされて

· - いる。 ラ して 、 ステ ―タ (77)がカバー（91)を介して固定側 軌道部材（73)の左端部に圧入される こ と によ.り 、 ステータ （7 7)の鉄心 （79)の内径は、 固定側軌道部材（73)の内径と 同心と されている。 鉄心（79)の内径は、 リ ング部（87)の肩部（87b)外 径ょ り も若干大き く なされている。

レゾルバ （72)のロータ （78)の被検出面は、 リ ング部（87)の ステ一タ対向部分すなわち肩部（87b)外周面がロータ用 と して 加ェされる こ と によ り形成されている。 口一タ (78)の被検出 面は 、 図 7およぴ図 8 に示すよ う に、 形状が円筒面と されか つその中心軸がハブュニッ ト （71 )の軸 =ステ一タ （77)の中心 軸よ り も若干上方に位置させられる こ と によ り 、 ステータ （7

7)の内周面から偏心させられた偏心円筒面と されている。 し たがつて 、 回転側軌道部材（74)が回転する と ステータ （77) の鉄心（79)と ロータ （78)の被検出面 （偏心円筒面） と のギヤ ップが変化し、 ステータ （77)に回転角に応じた電圧が得られ、 ステ一タ (77)の電圧変化が信号線（図示略）を介して処理回路 に送られる。 これによ り 、 A B S などのために必要な回転軸 の回転状態を検出する こ と ができ る。

第 3 よび第 4実施形態のセンサ付き転が り 軸受けュニッ トによ る と 、 タイ ヤの接地荷重が変動する と 、 固定側軌道部 材（43) (73)に対する回転側軌道部材（44) (74)の変位量が変化 し、 これに伴って、 レゾルバ（42) (72)で検出されるステータ

(47) (77)と ロータ （48) (78)と の間のエアギャ Vプ量が変化す

Ό 図 1 0 に示すよ う に、 こ のエアギヤ ップ量の変化は、 電 圧変動量と してレゾルパ (42) (72)から出力 される。 レゾルパ

(センサ装置） の処理回路の回転検出部では 、 こ の出力信号 に基づき 、 A B S などのために必要な回転角度や回転速度な どが求め られる レゾノレ の処理回路には、 さ らに、 電圧の 変動量と して出力された変位量から接地荷重を求める演算式 が蓄え られた接地荷重演算部が設けられてお り 、 この演算部 によって接地 れ

形分のを同一一ら荷 が求めら る。 得られた接地荷重は、 車両 制御手段に出力 れ、 車両に適正な制御が施される。

図 1 1 は、 ゝ _の発明のセンサ付き転が り 軸受けュ二ッ ト の 第 5 実施形態を示している。 こ の実施形態が第 4実施形態と 異なる点は、 タ (78)の形状だけであ り 、 以下の説明では、 相違点のみ 明 し、 第 4実施形態と 同 じもの は同 じ符号 を付してそ 明を省略する

こ の実施 の in一タ (78)の縦断面形状は 、 図 7 に示した ものと全く 形状となってレ、る 。 そ して 、 図 8 に対応する 図 1 1 力 ら かる よ う に、 偏心円筒面に代えて、 ノヽブュュッ ト (71)の軸 ス タ (77)の中心軸と 同心の円筒面に切欠き (81)が設け れる と によ りヽ Π一タ (78)の被検出面が形成 されている

こ の第 5 施形態のセンサ付さ転が <0 軸受けュ二ッ ト によ る と 、 タイャの接地荷重が変動する と 、 固定側軌 部材 (73) に対する回 側軌道部材 (74)の変位量が変化し、 れに伴つ て、 レゾルパ (72)で検出されるステ一タ (77)と 口一タ (78)と の間のエアギャ ップ量が変化する 図 1 2 に示すぶ う に、 こ のエアギヤ Vプ量の変化は 、 電圧変動量と して レゾルパ (72) から出力 される。 第 4実施形態の工ァギャ クプ量は 、 ロータ (78)の被検出面が偏心円筒面と されていたので、 比較的大き な振幅で緩やかに変化するのに対し 、 第 5実施形態のエアギ ャ ップ量の 化はヽ 口一タ (78)の被検出面が切欠さ (81)付き 円筒面と されているので、 比較的小さな振幅の波形に / ノレス 状のギャ ップピーク値が重ね合わせられたもの と なる。 そ し てゝ レゾルパ （センサ装置） の処理回路の回転検出部では、 の出力信号のパルス状のピーク値に基づき、 A B S などの ために必要な回転角度や回転速度などが求め られる 。 レゾル ノ の処理回路には、 さ らに、 変位量の う ちパルス状のピーク 値を除いた波形から接地荷重を求める演算式が蓄え られた接 地荷重演算部が設けられてお り 、 こ の演算部によつて接地 '荷 重が求め られる。 得られた接地荷重は、 車両制御手段に出力 されヽ 車両に適正な制御が施される。

な 、 ステータ （77)の取付けは、 図 7 およぴ図 9 に不し こ 実施形態では、 カバー（91)にステータ （77)を圧入し 、 カ ノく一'

(91)を介してステータ （77)を固定側軌道部材（73)に固定する よ に したが、 図 1 3 に示すよ う に、 ステータ （77)は、 固定 側軌道部材（73)の左端部における内周面（73a)に直接圧入固定 しても よい。 こ の取付けを行 う には、 まず、 ス テータ (77)を 固定側軌道部材（73)のス ト ツパ部（73b)に当接するまで圧入し た後ヽ 力パー （91)を固定側軌道部材（73)の左端部における内 周面 (73a)に嵌合固定すればよい。

ご の実施形態では、 ス テータ卷線（80)か ら の リ ー ド線 (93) の先端にコネク タ （95)が取 り付けられている。 カバー（91)底 部のコネク タ部（91 c)は、 図 6 の場合と 同様、 樹脂によ り 形成 されてお り 、 コネク タ ピ ン （94)がコネク タ部（91c)に先端を榭 脂（92)から突出させて収め られている。 コネク タ ピ ン （端部 コネク タ） （94)には、 リ ー ド線（97)を介して中間コネク タ ピ ン（96)が接続されてお り 、 これらのコネク タ ピ ン （94) (96)お よぴ V一ド線 (97)は、 各コネク タ ピン (94) (96)の端部を露出 させた状態で、 力ノ 一 (91)内部に充填された樹脂 (92)によ り 力ノ 一 (91)内に包埋固定されている 。 ステ一タ卷線 (80)側の リ一 K線（93)およぴコネク タ (95)は 、 樹脂 (92)からは切 り 離 されている。 こ の実施形態の配線を接続するには 、 ステータ

(77)を固定側軌道部材 (73)に圧入固定した後、 ステ一タ (77) 側の ネク タ （95)を力パ一 (91)側の中間コネク タ ピン (96)に つなげばよ く 、 その後 、 ネ ク タ ピン (94) (96) よびリ ー ド 線 (97)が包埋固定されている力パ一 (91)を固定側軌道部材（7

3)に圧入固定する こ と によ り 、 ステ一タ （77)の配線接続を簡 単にかつ断線の恐れなく 行う こ とができ る 業上の利用可能性

の発明によ るセ ンサ付き転が り 軸受けュ二 V 卜はヽ 例 ば 、 自動車を構成するハブュ二ッ 卜などの種 の聿5が 軸受 けをこれに置さ換える こ と によ り 、 ま動車などの各種情報を 検出するセンサ装置が転が り 軸受けに一体化されヽ これによ り 制御を行 ための有用な情報を得る こ と がでさ 白動車 などの制御性能向上に資する こ とがでさ

Claims

ft求の範囲

1 . 外輪部材ぉよぴ内輪部材を有する転が り軸受と 、 軸の回 転を検出する レゾルパと を備え、 外輪部材ぉよぴ内輪部材の レヽずれか一方に レゾノレバのステータが設けられてお り 、 同 他方の部材のステ一タ対向位置に、 レゾルバの P一タ と され る被検出面が加 Xされている こ と を特徴とするセンサ付き転 が り 軸受ュニッ

2 . ロータの被検出面は、 転が り軸受けの軸を中心とする 円 筒面に対して偏心した円筒面である ク レー ム 1 のセシサ付き 転が り 軸受ュニ V 卜

3 . ロータ の被検出面は、 転が り 軸受けの軸を中心とする円 ケ

面に切欠きが設けられたものである ク レーム 1 のセンサ付 さ転が り 軸受ュ二 V 卜。

4 . 転が り 軸受が複列であ り 、 ステータは、 2列の転動体の 中間に配置されている ク レーム 1 のセンサ付さ転が り軸受ュ ニッ ト。

5 . レゾノレノ は 、 V R形 レゾノレパである ク レ一ム 1 のセンサ 付き転が り 軸受ュ二ッ 卜。

6 . 内輪部材は 、 車輪取付用のフ ラ ンジ部を有し -=^*輪が取 り 付け られる回転側軌道部材と され、 外輪部材は 、 車体側への 取付部を有し車体に取 り.付けられる固定側軌道部材と されて いる ク レ一ム 1 のセ ンサ付き転が り軸受ュニ V 卜。

7 . 回転側軌道部材が、 第 1 の軌道溝を有する大径部および 第 1 の軌道溝の径よ り も小さい外径を有する小径部からなる シャフ 部と 、 第 2 の軌道溝を ¾ し力 ¾っシャ フ ト部の小径部 め られた y ング咅 とカゝらなるク レーム 6 のセンサ付き転 が り 軸受ュ二ッ 卜 o

8 • ステ ■ ~タがヽ 回転側軌道部材の リ ング部の肩部に対向す る固定側軌道部材の端部に配置される と と もに、 一タの被 検出面が V ング部の肩部の外周面に形成されているク レ一ム

7 のセ ンサ付き聿 が り 軸受ュュッ 卜

9 • ステ一タの配線が円筒状の固定側軌道部材の端部開 P か ら取り 出される と と もに 固定側軌道部材の端部開 P にヽ 有 底円筒状に形成された力ノ 一が被せられ、 こ の力パ、 の底部 にヽ 送信用のノヽ ネスが取り 付けられる コネク タ部が形成さ れてレヽ る ク レ一ム 8 のセ ンサ付き転が り 軸受けュ二ク 卜 o

1 0 . ステ一タ は 、 力ノ 一に固定され、 こ のカバ ―が固定側 執道部材に固定されているク レーム 9 のセンサ付ぎ転が り.軸 受けュ二 h o

1 1 . V ― ド線 、 n 不 ク タ ピ ンなどの配線部材はヽ 力パ一内 部に充填された樹脂によ り 、 カ ノく一内に包埋固定されている ク レ一ム 9 のセ ンサ付さ転が り 軸受けュニッ 卜。