JP2006153504A

JP2006153504A - センサ付き転がり軸受装置

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Publication number: JP2006153504A
Application number: JP2004340859A
Authority: JP
Inventors: Shigeaki Furusawa; 重明古澤; Masahiro Inoue; 昌弘井上
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2004-11-25
Publication date: 2006-06-15

Abstract

【課題】回転数検出センサを適正に位置決めし、その検出精度を低下するのを防止できるセンサ付き転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】回転数検出センサ３２には転がり軸受部２０の端部を閉塞するカバー部材３３に当接する支持部３７が突設されており、この支持部の端部には支持部３７を挟持するためのボルト部材３４が挿通される貫通孔３７ａが形成されている。ナット部材３５とボルト部材３４とを螺合することで支持部３７が挟持され、回転数検出センサ３２がカバー部材３３に固定されている。上記支持部３７の貫通孔３７ａに座ぐり部３７ｂを設けてナット部材３５と支持部３７とが干渉するのを防止している。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車などの車輪を支持しつつその回転速度を検出するセンサ付き転がり軸受装置に関する。

自動車などの車輪を支持する転がり軸受装置には、アンチロックブレーキシステム等を制御するために、車輪の回転速度を検出する回転数検出センサが取り付けられたものがある。このようなセンサ付き転がり軸受装置としては、例えば、図４に示すように、車輪が取り付けられる車軸と一体に回転する回転輪としてのハブ５１と車体側に固定される固定輪５２とを備えた転がり軸受と、回転輪５１に一体回転可能に取り付けられたエンコーダ５３と、固定輪５２に取り付けられた有底筒状のカバー部材５４と、このカバー部材５４に取り付けられるとともに前記エンコーダ５３の回転に伴う磁界の変化によって車輪の回転数を検出する回転数検出センサ５５とを有するものがある（例えば特許文献１参照）。
カバー部材５４は、転がり軸受装置５０の内部に泥水等が侵入するのを防ぐべく、その一端面を覆うように閉塞している。また、このカバー部材５４の底部には、回転数検出センサ５５が挿入されるセンサ挿入孔５４ａが形成されているとともに、回転数検出センサ５５を固定するためのナット５６が溶接あるいは圧入されることで固定されている。
回転数検出センサ５５には、カバー部材５４に当接する支持部５５ａがその側面から突設されている。この支持部５５ａの端部には貫通孔５５ｂが形成されており、ボルト５７を貫通孔５５ｂに挿通してナット５６と螺合することでボルト５７の頭部とナット５６との間で支持部５５ａを挟持している。このようにして、回転数検出センサ５５は、センサ挿入孔５４ａに挿入されつつその検出部５５ｃがエンコーダ５３と所定の隙間をおいて近接した状態を保つように固定されている。

特開２００４−００４０４１号公報（第５頁）

上記従来のセンサ付き転がり軸受装置において、ナット５６は溶接あるいは圧入することによってカバー部材５４に固定されているので、溶接に伴う熱影響あるいは圧入に伴う応力等によって、カバー部材５４のナット５６の周囲に部分的な変形（盛り上がり）が生じることがあった。また、ナット５６の取付精度が悪いと、カバー部材５４の外側底面５４ｂからナット５６の一部が突き出す場合もあった。
このようなカバー部材５４の変形やナット５６の突き出しが生じると、支持部５５ａをカバー部材５４の外側底面５４ｂに対して確実に当接させることができないので、回転数検出センサ５５を適正に位置決めすることができず、回転数検出センサ５５の検出精度の低下を招くことがあった。

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、回転数検出センサを適正に位置決めすることができ、その検出精度が低下するのを防止できるセンサ付き転がり軸受装置の提供をその目的とする。

本発明は、固定輪と回転輪とを有する転がり軸受と、前記回転輪に一体回転可能に取り付けられたエンコーダと、前記固定輪側に固定された回転数検出センサと、を有するセンサ付き転がり軸受装置であって、前記回転数検出センサが挿入される挿入孔が設けられるとともに前記固定輪に取り付けられて前記エンコーダを覆いつつ前記転がり軸受の一端側開口部を閉塞するカバー部材を備え、前記回転数検出センサは、前記挿入孔に挿入して前記エンコーダに近接配置されたセンサ本体と、このセンサ本体に突設されるとともに前記カバー部材に当接する支持部とを有し、前記支持部が当接する前記カバー部材の取り付け部には第一のねじ部材が固定され、前記支持部には、前記第一のねじ部材及びこの第一のねじ部材が螺合する第二のねじ部材のうちの雄ねじ側を挿通させかつ第一のねじ部材との干渉を防止する座ぐり部を有する貫通孔が形成され、前記第一のねじ部材に前記第二のねじ部材を螺合することで前記支持部を前記両ねじ部材により挟持して、前記回転数検出センサを前記カバー部材に固定していることを特徴としている。

上記のように構成されたセンサ付き転がり軸受装置によれば、前記第一のねじ部材を前記カバー部材に固定する際に、変形により前記カバー部材の前記第一のねじ部材近傍が突出したり、前記第一のねじ部材の一部が前記カバー部材の取り付け部から外方に突出したとしても、前記貫通孔に形成された座ぐり部によって、前記カバー部材や前記第一のねじ部材の突出した部分と前記支持部とが干渉するのを防止できる。よって、前記カバー部材の変形や第一のねじ部材の突出を許容しつつ、前記支持部を前記カバー部材に確実に当接させることができ、前記回転数検出センサを適正に位置決めできる。

上記センサ付き転がり軸受装置において、前記回転数検出センサの支持部には、前記貫通孔から先端方向へ延びる延長部が形成されていてもよい。
この場合、前記支持部と前記カバー部材との接触面積を拡大できると同時に、前記貫通孔を中心として前記センサ本体と反対側に延長部が形成されているので、前記両ねじ部材によって前記支持部を挟持した際に、前記延長部によって支持部全体がたわむのを防止でき、前記支持部をより確実に前記カバー部材に当接させることができる。従って、前記回転数検出センサをより適正に位置決めができる。

以上のように、本発明に係るセンサ付き転がり軸受装置は、回転数検出センサを適正に位置決めすることができるので、その検出精度が低下するのを防止できる。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第一の実施形態であるセンサ付き転がり軸受装置の構成を示す軸方向断面図である。このセンサ付き転がり軸受装置１０は、自動車などの車両の車輪用軸受装置として用いられるものであり、転がり軸受部２０とセンサ部３０とにより構成されている。

転がり軸受部２０は、複列のアンギュラ玉軸受を構成しており、回転輪としてのハブ２１と、固定輪としての外輪部材２２と、ハブ２１と外輪部材２２の間に配置された複数の玉からなる転動体２３と、これらの転動体２３をそれぞれ保持する保持器２４と、外輪部材２２とハブ２１との隙間に設けられたシール２５と、を備えている。
上記ハブ２１は、図示しない車輪が取り付けられる車軸であるとともに、転がり軸受部２０の回転輪を構成している。ハブ２１の外周面には第一の内輪軌道２１ｅが形成されている。また、ハブ２１の一端側には車輪取付用のインロー部２１ａ及びフランジ部２１ｂを備えており、このフランジ部２１ｂには車輪等を固定するための複数本のハブボルト２１ｃが固定されている。また、ハブ２１の他端側には、ハブ２１の外周面より小径の段部２１ｇが形成されており、この段部２１ｇには、外周面に第二の内輪軌道２１ｆが形成された円環状の内輪部材２１ｄが外嵌されている。この内輪部材２１ｄは段部２１ｇの先端部に設けられたかしめ部をかしめることによって、段部２１ｇに固定されている。
外輪部材２２は、車体側に固定される固定輪であり、その内周面には、第一および第二の内輪軌道２１ｅ，２１ｆに対向する第一および第二の外輪軌道２２ａ，２２ｂが形成されている。

センサ部３０は、内輪部材２１ｄの端部に一体回転可能に取り付けられた円環状のエンコーダ３１と、外輪部材２２に取り付けられたカバー部材３３と、エンコーダ３１に近接配置するとともにカバー部材３３に固定された回転数検出センサ３２と、この回転数検出センサ３２をカバー部材３３に固定するための第一のねじ部材としてのナット部材３５および第二のねじ部材としてのボルト部材３４と、を備えている。

エンコーダ３１は、円環状に成形された磁気リング３１ａと円環状の支持部材３１ｂとにより構成されており、支持部材３１ｂを内輪部材２１ｄの外端部に挿嵌することで、内輪部材２１ｄと一体回転可能に取り付けられている。支持部材３１ｂは、金属板等を折り曲げる事により、断面ほぼＴ字形で全体を円環状に形成し、内輪部材２１ｄの外端部に挿嵌固定されている。磁気リング３１ａは、支持部材３１ｂの円環部３１ｃに接着するなどして固定されており、その周方向に複数の磁極が連続的に配置されている。このように構成された磁気リング３１ａは、ハブ２１が回転した際、ハブ２１の回転状態を磁界の変化として回転数検出センサ３２に検出させることができるようにされている。

カバー部材３３は、金属製の薄板等を用いて有底筒状に形成されており、カバー部材３３の開口側外周端部３３ａを外輪部材２２の肩部２２ｃに内嵌することによって転がり軸受部２０の開口を閉塞している。このカバー部材３３の外周側面には、環状の突起３３ｂが形成されており外輪部材２２の端面に当接することによってカバー部材３３を外輪部材２２に対して位置決めしている。またカバー部材３３の外径は、外輪部材２２の肩部２２ｃの内径に対して、雨水等の浸入を防止できる程度に圧入される寸法となっている。カバー部材３３の底部３３ｃにはナット部材３５が固定されるとともにカバー部材３３の内外を連通する孔部３３ｄが形成されており、カバー部材３３の外側からナット部材３５に対してボルト部材３４が螺合できるようにされている。

このナット部材３５は、その内周面にねじ部３５ａが設けられているとともにその端面にはインロー部３５ｂが形成されており、このインロー部３５ｂをカバー部材３３の内側から孔部３３ｄに挿入した状態で、その周縁もしくは一部を溶接することによってカバー部材３３に固定されている。また、インロー部３６ｂの外径寸法を孔部３３ｄに対して締まりばめとし、圧入することで固定してもよい。このようにしてナット部材３５はカバー部材３３の内側底面３３ｅに固定されている。
さらに、このカバー部材３３の底部３３ｃには、孔部３３ｄに隣接してその内外を連通するセンサ挿入孔３３ｆが形成されている。このセンサ挿入孔３３ｆには、エンコーダ３１に近接配置された回転数検出センサ３２が挿入されている。

回転数検出センサ３２は、センサ挿入孔３３ｆに挿入してその一端部がエンコーダ３１に近接配置されたほぼ円筒状のセンサ本体３６とこのセンサ本体３６から径方向に突設された支持部３７とを有している。センサ本体３６は、その一端部に検出部３６ａを備えており、この検出部３６ａをエンコーダ３１に近接するようにされている。また、他端部には検出結果を信号として出力するためのハーネス３６ｂを備えるとともに、内部には例えばホール素子等の磁気検出素子を備えており、検出部３６ａによって検出される磁界の変化に応じてハーネス３６ｂから信号を出力するように構成されている。これらの磁気検出素子等は、例えば硬質樹脂等で埋包して円筒状に成形されることでセンサ本体３６を形作っている。このようなセンサ本体３６は、磁気リング３１ａによるハブ２１の回転に応じた磁界の変化を検出し、ハーネス３６ｂを通じて図示しない制御部等に信号を出力する。制御部は、この信号に基づいて車輪の回転速度を得ることができる。

支持部３７は、硬質樹脂で成形されたセンサ本体３６から一体に突設されるとともに、カバー部材３３の外側底面３３ｇに沿うように板状に形成され、カバー部材３３の取り付け部としての外側底面３３ｇに当接している。なお、支持部３７はセンサ本体３６と別部材として成形した後、センサ本体３６を取り付けるようにしてもよい。
支持部３７の端部側には、ナット部材３５のねじ部３５ａと一致するように貫通孔３７ａが形成されており、ボルト部材３４のねじ部３４ａを貫通孔３７ａに挿通してナット部材３５のねじ部３５ａと螺合することによって、ナット部材３５とボルト部材３４の頭部３４ｂとの間で支持部３７を挟持している。また貫通孔３７ａのカバー部材３３側端部には座ぐり部３７ｂが形成されている。

この座ぐり部３７ｂは、貫通孔３７ａより大きい直径で、支持部３７が外側底面３３ｇに当接している当接面３７ｃ側から同心に形成された孔で、支持部３７の厚み幅のほぼ半分の深さ寸法で形成されている。この座ぐり部３７ｂの直径は、カバー部材３３の孔部３３ｄに対してもやや大きい直径に設定されており、支持部３７とナット部材３５およびその周囲のカバー部材３３との干渉を防止するようにされている。
また、上記センサ本体３６および支持部３７は、センサ本体３６がカバー部材３３のセンサ挿入孔３３ｆに挿入され且つその検出部３６ａがエンコーダ３１の磁気リング３１ａと所定の隙間をおいて近接配置された状態を保つような寸法に設定されており、上述のように、支持部３７をカバー部材３３の外側底面３３ｇに当接した状態で固定することで、回転数検出センサ３２をカバー部材３３に対して適正位置に位置決めし、固定している。

上記のように構成された本実施形態に係るセンサ付き転がり軸受装置１０によれば、ナット部材３５を溶接や圧入によってカバー部材３３に固定する際に、変形によりカバー部材３３の孔部３３ｄ近傍が突出したり、ナット部材３５の一部が外側底面３３ｇから外方に突出したとしても、貫通孔３７ａのカバー部材３３側端部に形成された座ぐり部３７ｂによって、前記カバー部材３３およびナット部材３５の突出部分と支持部３７とが干渉するのを防止できる。よって、前記の変形や突出を許容しつつ支持部３７を外側底面３３ｇに確実に当接させることができる。従って、回転数検出センサ３２を適正に位置決めでき、回転数検出センサ３２の位置ずれによる回転数検出センサ３２の検出精度の低下を抑制できる。
また、回転数検出センサ３２の検出精度を低下させることなく、ナット部材３５のカバー部材３３に対する取付精度を緩和できるので、ナット部材３５の取り付け作業を容易にでき、センサ付き転がり軸受装置１０としての組み立て作業性を向上させることができる。

また、本実施形態では、支持部３７を外側底面３３ｇに確実に当接させることができるので、支持部３５によってセンサ挿入孔３３ｆや孔部３３ｄを閉塞し、泥水など水分や異物がカバー部材３３の内部に侵入するのを防止できる。従って、検出部３６ａや磁気リング３１ａなどが泥水や異物等で汚損することに起因する検出精度の低下や、軸受部２０の耐久性能の低下を抑制できる。

なお、本実施形態ではカバー部材３３に固定される第一のねじ部材としてナット部材３５を用いたが、ボルト部材３４を第一のねじ部材として固定することで、回転数検出センサ３２をカバー部材３３に固定してもよい。この場合、座ぐり部３７ｂは、ボルト部材３４の頭部３４ｂとの干渉を防止することになる。
また、本実施形態では転がり軸受部２０には複列のアンギュラ玉軸受を用いたが、例えば、円筒ころや円錐ころを用いたころ軸受を用いてもよい。また、回転数検出センサ３２には磁気センサを用いたが、光電式、渦電流式等、公知のセンサを用いることもできる。

図２は、本発明の第二の実施形態に係るセンサ付き軸受装置の要部断面図である。本実施形態と第一の実施形態との主な相違点は、貫通孔３７ａから先端方向へ延びる延長部３７ｄが回転数検出センサ３２の支持部３７に形成されている点である。その他の点については、第一の実施形態と同様なので説明を省略する。

図２中、支持部３７に形成された延長部３７ｄは、センサ本体３６と貫通孔３７ａとを結んだ直線に沿って延びており、貫通孔３７ａからセンサ本体３６側端部までの長さ寸法とほぼ同じ長さ寸法をもって延長されている。
この場合、支持部３７とカバー部材３３の外側底面３３ｇとの接触面積が拡大できると同時に、貫通孔３７ａを中心としてセンサ本体３６と反対側に延長部３７ｄが形成されているので、ボルト部材３４とナット部材３５とによって支持部３７を挟持した際に、センサ本体３６がエンコーダ３１から離反する方向に支持部３７全体がたわむのを防止でき、支持部３７をより確実に外側底面３３ｇに当接させることができる。従って、回転数検出センサ３２をより確実に位置決めでき、その検出精度の低下を効果的に抑制できる。

なお、図２では延長部３７ｄは、センサ本体３６と貫通孔３７ａとを結んだ直線に沿って延長したものを例示したが、支持部３７にたわみ等の変形が発生するのを抑制することができればよいので、例えば、図３に示すように延長部３７ｄを複数設けてもよいし、直線状に延長したものではなく異型状に形成してもよい。図３（ａ）は図２にて示した回転数検出センサ３２を示している。この場合、上述したように、支持部３７には貫通孔３７ａからセンサ本体３６側端部までの長さ寸法とほぼ同じ長さ寸法をもって延長部３７ｄが形成されている。（ｂ）も（ａ）と同様の長さ寸法をもって延長部３７ｄが貫通孔３７ａを中心に形成されているが、センサ本体３６と貫通孔３７ａとを結んだ直線に対して対称となるように均等な角度で斜めに二つの延長部３７ｄが形成されている。（ｃ）では、延長部３７ｄは、センサ本体３６と貫通孔３７ａとを結んだ直線に対して対称となるような三角形状に形成されている。
このように延長部３７ｄの形状は、支持部３７にたわみ等の変形が発生するのを抑制することができる形状であれば特にその形状は限定されるものではない。

なお、本発明のセンサ付き転がり軸受装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、軸受部、センサ部の構成やカバー部材、支持部、および座ぐり部等の構成、形状、および配置等は、本発明の趣旨に基づいて適宜変更することができる。

本発明の第一の実施形態であるセンサ付き転がり軸受装置の構成を示す軸方向断面図である。本発明の第二の実施形態に係るセンサ付き軸受装置の要部断面図である。支持部に形成された延長部の変形例を例示した平面図である。従来のセンサ付き転がり軸受装置の構成を示す軸方向断面図である。

符号の説明

１０センサ付き転がり軸受装置
２１ハブ
２２外輪部材
３１エンコーダ
３２回転数検出センサ
３３カバー部材
３３ｆセンサ挿入孔
３４ボルト部材
３５ナット部材
３６センサ本体
３７支持部
３７ａ貫通孔
３７ｂ座ぐり部
３７ｄ延長部

Claims

固定輪と回転輪とを有する転がり軸受と、前記回転輪に一体回転可能に取り付けられたエンコーダと、前記固定輪側に固定された回転数検出センサと、を有するセンサ付き転がり軸受装置であって、
前記回転数検出センサが挿入される挿入孔が設けられるとともに前記固定輪に取り付けられて前記エンコーダを覆いつつ前記転がり軸受の一端側開口部を閉塞するカバー部材を備え、
前記回転数検出センサは、前記挿入孔に挿入して前記エンコーダに近接配置されたセンサ本体と、このセンサ本体に突設されるとともに前記カバー部材に当接する支持部とを有し、
前記支持部が当接する前記カバー部材の取り付け部には第一のねじ部材が固定され、
前記支持部には、前記第一のねじ部材及びこの第一のねじ部材が螺合する第二のねじ部材のうちの雄ねじ側を挿通させかつ第一のねじ部材との干渉を防止する座ぐり部を有する貫通孔が形成され、
前記第一のねじ部材に前記第二のねじ部材を螺合することで前記支持部を前記両ねじ部材により挟持して、前記回転数検出センサを前記カバー部材に固定していることを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。
前記支持部には、前記貫通孔から先端方向へ延びる延長部が形成されている請求項１記載のセンサ付き転がり軸受装置。