(57)【要約】【課題】軸受の内部仕様を変更することなく回転速度を検出することができ、部品点数を増加することなく、取り扱い性が維持され、軸受寸法変更やコストアップを抑えた回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニットを提供する。【解決手段】回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニット１０は、一対の円すいころ軸受２０，２０と、回転速度検出装置３０と、を備える。回転速度検出装置３０のエンコーダ３１は、外輪２１の軸方向端面に形成された切り欠き２１ｂによって構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪が取り付けられるハブホイールに内嵌可能な外輪と、軸に外嵌可能な内輪と、前記外輪及び内輪との間に転動自在に配置される複数の円すいころと、円周方向に所定の間隔で形成され、該複数の円すいころをそれぞれ保持する複数のポケットを有する保持器と、をそれぞれ備え、互いに背面組合せで配置される一対の円すいころ軸受と、
前記外輪、前記保持器、及び前記複数の円すいころのいずれかによって構成され、被検出面の特性を円周方向に関して変化させるエンコーダと、前記エンコーダと対向して、該エンコーダの回転速度を検出するセンサと、を有し、前記一対の円すいころ軸受の少なくとも一方に取り付けられる回転速度検出装置と、
を備えることを特徴とする回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニット。
【請求項２】
前記エンコーダは、前記外輪の軸方向端面に形成された切り欠きによって構成されることを特徴とする請求項１に記載の回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニット。
【請求項３】
前記エンコーダは、前記保持器の軸方向端面に形成された切り欠きによって構成されることを特徴とする請求項１に記載の回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニット。
【請求項４】
前記エンコーダは、前記複数の円すいころをそれぞれ着磁することで構成されることを特徴とする請求項１に記載の回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニット。
【請求項５】
前記センサは、前記内輪に固定された環状のリング部材に取り付けられ、且つ、
前記内輪と前記軸との間にはキーが嵌め込まれることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニットに関し、より詳細には、大型トラック、ダンプトラック等の積載荷重が大きい車両、特に、鉱山採掘現場等で使用される車両に適用される回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
車載荷重が大きい、大型トラック、ダンプトラック等の車両の車輪を支持する軸受としては、一般的に負荷容量の大きな円すいころ軸受が使用されている。また、これらの車両は、鉱山採掘現場で使用されることがあるが、このような現場の道路は整備がなされていないことが多い。このため、これら車両に使用される軸受は、道路のうねりや障害物によって衝撃荷重を受け、軌道面に圧痕を生じる場合がある。また、これら車両が整備されていない道路にある水たまりを走行すると、軸受内部に水が浸入し、軸受内部が潤滑不良となる。そして、圧痕や潤滑不良を生じた軸受には剥離が生じ、最悪の場合、軸受が回転不能となって車両はスリップする。
【０００３】
上述したスリップを検出すべく、積載荷重が大きい車両に回転速度検出装置が取り付けられることが考案されている。（特許文献１参照。）。特許文献１に記載の円すいころ軸受では、内輪の円筒面にトーンホイールを外嵌固定し、外輪に取り付けたセンサによって回転速度を検出している。また、回転速度を検出する装置としては、エンコーダを、保持器の軸方向端面にＳ極とＮ極とを円周方向に関して交互に且つ等間隔に配置した永久磁石によって構成したものが考案されている（例えば、特許文献２参照。）。さらに、ローラの軸方向端面にＳ極とＮ極とを交互に埋設して、ローラの自転回転数によって軸受のすべりを検出するようにしたものが考案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２６０８１５号公報
【特許文献２】特開２００５−１８０９８５号公報
【特許文献３】特開平８−２７７８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１から３に記載の検出装置では、トーンホイールや磁気エンコーダを軸受に組み込むため、部品点数が増加し、軸受が空間的制約を受けると共にコストが嵩むという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸受の内部仕様を変更することなく回転速度を検出することができ、部品点数を増加することなく、取り扱い性が維持され、軸受寸法変更やコストアップを抑えた回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  車輪が取り付けられるハブホイールに内嵌可能な外輪と、軸に外嵌可能な内輪と、前記外輪及び内輪との間に転動自在に配置される複数の円すいころと、円周方向に所定の間隔で形成され、該複数の円すいころをそれぞれ保持する複数のポケットを有する保持器と、をそれぞれ備え、互いに背面組合せで配置される一対の円すいころ軸受と、
前記外輪、前記保持器、及び前記複数の円すいころのいずれかによって構成され、被検出面の特性を円周方向に関して変化させるエンコーダと、前記エンコーダと対向して、該エンコーダの回転速度を検出するセンサと、を有し、前記一対の円すいころ軸受の少なくとも一方に取り付けられる回転速度検出装置と、
を備えることを特徴とする回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニット。
（２）  前記エンコーダは、前記外輪の軸方向端面に形成された切り欠きによって構成されることを特徴とする（１）に記載の回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニット。
（３）  前記エンコーダは、前記保持器の軸方向端面に形成された切り欠きによって構成されることを特徴とする（１）に記載の回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニット。
（４）  前記エンコーダは、前記複数の円すいころをそれぞれ着磁することで構成されることを特徴とする（１）に記載の回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニット。
（５）  前記センサは、前記内輪に固定された環状のリング部材に取り付けられ、且つ、
前記内輪と前記軸との間にはキーが嵌め込まれることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニット。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニットによれば、エンコーダは、外輪、前記保持器、及び前記複数の円すいころのいずれかによって構成されるので、軸受の内部仕様を変更することなく回転速度を検出することができ、部品点数を増加することなく、取り扱い性が維持され、軸受寸法変更やコストアップを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニットを示す半断面図である。
【図２】図１の円すいころ軸受及び回転速度検出装置の断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニットの円すいころ軸受及び回転速度検出装置の断面図である。
【図４】図３の保持器を示す斜視図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニットの円すいころ軸受及び回転速度検出装置の断面図である。
【図６】本発明のセンサを取り付けるリング部材の変形例を示す円すいころ軸受及び回転速度検出装置の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の各実施形態に係る回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニットについて図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、大型トラックやダンプトラック等の車両に適用される回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニットを示す。この軸受ユニット１０は、図示しない車輪が取り付けられるハブホイール１１が、一対の円すいころ軸受２０，２０を介して、軸１２に回転自在に支持されている。
【００１２】
図１及び図２に示すように、一対の円すいころ軸受２０，２０はそれぞれ、ハブホイール１１に内嵌され、内周面に円すい状の外輪軌道面２１ａが形成される外輪２１と、軸１２に外嵌され、外周面に円すい状の内輪軌道面２２ａが形成される内輪２２と、外輪２１及び内輪２２との間に転動自在に配置される複数の円すいころ２３と、円周方向に所定の間隔で形成され、該複数の円すいころ２３をそれぞれ保持する複数のポケット２４ａを有する保持器２４と、をそれぞれ備え、互いに背面組合せで配置される。軸１２と内輪２２には、それぞれキー溝１２ａ，２２ｂが形成されており、各キー溝１２ａ，２２ｂにキー１３を嵌め込むことで、クリープ現象を防止している。
【００１３】
また、車外側に配置された円すいころ軸受２０には、外輪２１の回転速度を検出する回転速度検出装置３０が設けられている。図２に示すように、回転速度検出装置３０は、被検出面の特性を円周方向に関して交互に且つ等間隔に変化させるエンコーダ３１と、エンコーダ３１と対向して、外輪２１の回転速度を検出するセンサ３２と、を有する。エンコーダ３１は、外輪２１の軸方向端面に所定の間隔で形成された複数の切り欠き２１ｂによって凹凸に構成される。センサ３２は、内輪２２に設けられたボルト穴２２ｃにボルト３４によって取り付けられた環状のリング部材３３を介して内輪２２に取り付けられ、切り欠き２１ｂと対向する。
【００１４】
センサ３２は、図示しないが、永久磁石と、磁性材製のポールピースと、ポールピースの周囲に巻回したコイルとを備えるパッシブ型センサである。センサ３２は、エンコーダ３１の凹凸とポールピースとの距離が変化することで、ポールピース内を通過する磁束の密度が変化し、ポールピースに巻回されたコイルに惹起される起電力が変化することで、外輪２１の回転速度を検出する。
【００１５】
このように構成された回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニット１０によれば、エンコーダ３１は、外輪２１によって構成されるので、円すいころ軸受２０の内部仕様を変更することなくエンコーダ３１を構成する外輪２１の回転速度を検出することができ、部品点数を増加することなく、取り扱い性が維持され、軸受寸法変更やコストアップを抑えることができる。
【００１６】
また、エンコーダ３１は、外輪２１の軸方向端面に形成された切り欠き２１ｂによって構成されるので、センサ３２は、外輪２１の回転速度を直接検出することができる。
【００１７】
さらに、センサ３２は、内輪２２に固定された環状のリング部材３３に取り付けられるので、リング部材３３が高い剛性で内輪２２に固定され、センサ３２を強固に固定することができる。また、内輪２２と軸１２との間にはキー１４が嵌め込まれるので、内輪２２のクリープ現象によるセンサ３２の位置ずれを防止することができる。
【００１８】
なお、本実施形態のエンコーダ３１は、外輪２１に切り欠き２１ｂを形成することで構成されているが、外輪２１の軸方向端面が磁気エンコーダを構成するようにしてもよい。
【００１９】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係る回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニットの円すいころ軸受及び回転速度検出装置の断面図であり、図４は、この円すいころ軸受の保持器の斜視図である。この回転速度検出装置３０では、エンコーダ３１は、保持器２４の軸方向端面に円周方向に所定の間隔で形成された複数の切り欠き２４ｂによって凹凸に構成される。また、保持器２４は、エンコーダ３１としての機能を有するため、磁性材によって構成される。この場合、センサ３２によって検出された保持器２４の公転数は、図示しない制御部によって外輪２１の回転数に変換される。
【００２０】
従って、本実施形態のように、エンコーダ３１を保持器２４によって構成する場合にも、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００２１】
（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態に係る回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニットの円すいころ軸受及び回転速度検出装置の断面図である。この回転速度検出装置３０では、エンコーダ３１は、複数の円すいころ２３をそれぞれ着磁することによって構成され、また、センサ３２は、ホールＩＣや磁気抵抗素子等の磁気検出素子を備えたアクティブ型のセンサを構成する。この場合、センサ３２によって検出された円すいころ１３の公転数は、図示しない制御部によって外輪２１の回転数に変換される。
【００２２】
従って、本実施形態のように、エンコーダ３１を円すいころ２３によって構成する場合にも、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００２３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、適宜、変更、改良、等が可能である。また、上記実施形態の各構成は、実施可能な範囲において組み合わせて適用可能である。
【００２４】
例えば、本実施形態では、センサ３２を取り付ける環状のリング部材３３をボルト３４によって固定するようにしたが、強固に内輪２２に固定できるものであれば取付方法は特に限定されるものでない。例えば、図６に示すように、リング部材３３の径方向内側に形成されたくさび３３ａを内輪２２の外周面に形成された溝２２ｄに嵌合することで、リング部材３３が内輪２２に固定されてもよく、或いは、リング部材３３は、内輪２２に直接圧入によって固定されてもよい。
【００２５】
本発明は、回転速度センサの代わりに、荷重センサを取り付け、スリップを荷重センサで検出してもよい。また、振動センサ、温度センサを設けて、スリップを検出してもよい。
加えて、速度センサ、荷重センサ、振動センサ、温度センサの少なくとも２つのセンサを組み合わせて、スリップを検出するようにしてもよい。
【００２６】
また、本実施形態では、回転速度センサは車外側に配置される円すいころ軸受に取り付けられているが、車内側に配置される円すいころ軸受に取り付けられてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１０  回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニット  
１１  ハブホイール
１２  軸
２０  円すいころ軸受
２１  外輪
２１ｂ  切り欠き
２２  内輪
２３  円すいころ
２４  保持器
２４ｂ  切り欠き
３０  回転速度検出装置
３１  エンコーダ
３２  センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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