(57)【要約】【課題】  被検出部材の取付け精度を高くできるとともに、コストの低減が可能となるセンサ付き転がり軸受装置を提供する。【解決手段】  車輪が取り付けられるハブ軸２と、車体側に固定される外輪１と、ハブ軸２の軸部２ｂの軸方向外側と内側とにそれぞれ外嵌した一対の第１内輪３と第２内輪４と、外輪１と第１及び第２内輪３，４との間にそれぞれ転動自在に介在した複数の円錐ころ５ａ，５ｂとを備えている。さらに、ハブ軸２と一体回転する環状の被検出部材６と、この被検出部材６の回転を検出するためのセンサ７とを備えている。被検出部材６は、第１内輪３と第２内輪４との間において軸部２ｂに外嵌している。【選択図】      図１
2008008463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を取り付ける軸方向外側のフランジ部とその軸方向内側の軸部とを有するハブ軸と、前記軸部の径方向外側に同軸状で車体側に固定される外輪と、前記軸部の軸方向外側と内側とにそれぞれ外嵌した一対の第１内輪と第２内輪と、前記外輪と前記第１及び第２内輪との間にそれぞれ転動自在に介在した複数の転動体と、前記ハブ軸と一体回転する環状の被検出部材と、前記外輪に取り付けられて前記被検出部材の回転を検出するためのセンサと、を備え、
前記被検出部材は、前記第１内輪と前記第２内輪との間において前記軸部に外嵌していることを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。
【請求項２】
前記第１内輪と前記第２内輪とは同一形状の部材である請求項１に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車輪を支持するセンサ付き転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車等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の制御のために、当該車輪の回転速度を検出するためのセンサが組み込まれたものがある。
このような転がり軸受装置は、図５に示すように、車輪（図示せず）を取り付ける軸方向外側のフランジ部１０２ａとその軸方向内側の軸部１０２ｂとを有するハブ軸１０２と、前記軸部１０２ｂの径方向外側に同軸状にあり車体側に固定される外輪１０１と、前記軸部１０２ｂにおいて軸方向外側と内側とに隣接して外嵌した一対の第１内輪１０３と第２内輪１０４と、外輪１０１と第１内輪１０３との間及び外輪１０１と第２内輪１０４との間にそれぞれ転動自在に介在した複数の円錐ころ１０５とを備えている。
【０００３】
そして、前記第１内輪１０３は、円錐ころ１０５の軌道を外周面に形成した本体部１０３ａと、この本体部１０３ａから第２内輪１０４側へ延びた円筒部１０３ｂとを有しており、この円筒部１０３ｂの外周に環状の被検出部材（パルサリング）１０６が外嵌している。また、外輪１０１に形成した取付孔１０８内にセンサ１０７が固定されており、センサ１０７の検出部１０７ａが被検出部材１０６の外周部１０６ａに対して僅かな隙間を有して対向している（例えば、特許文献１参照）。
このように構成した転がり軸受装置において、車輪を取り付けたハブ軸１０２が回転すると被検出部材１０６が共に回転し、外輪１０１に固定の前記センサ１０７を用いてこの被検出部材１０６の回転速度を求めることができる。これにより、アンチロックブレーキシステム等の制御のための車輪の回転速度を求めることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３００６３号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような転がり軸受装置において、ハブ軸１０２の軸部１０２ｂと、第１内輪１０３及び第２内輪１０４との間は締り嵌めとしており、このために、軸部１０２ｂの外周面、第１内輪１０３の内周面及び第２内輪１０４の内周面において、高い寸法精度が要求される。さらに、第１内輪１０３の円筒部１０３ｂにおける被検出部材１０６の取り付け精度が低いと、被検出部材１０６の外周部１０６ａがふらつき、センサ１０７による検出精度が低下するおそれがある。
このため、被検出部材１０６の内周面と、円筒部１０３ｂの外周面との間についても高い寸法精度が要求される。このように、ハブ軸１０２の軸部１０２ｂと第１内輪１０３及び第２内輪１０４との間、並びに第１内輪１０３と被検出部材１０６との間に、精度の高い寸法管理が必要となるため、各部材の製造、及び転がり軸受装置の組み立てに工数を要し、コストアップになるという問題点がある。
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、被検出部材の取付け精度を高くできるとともに、コストの低減が可能となるセンサ付き転がり軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のセンサ付き転がり軸受装置は、車輪を取り付ける軸方向外側のフランジ部とその軸方向内側の軸部とを有するハブ軸と、前記軸部の径方向外側に同軸状で車体側に固定される外輪と、前記軸部の軸方向外側と内側とにそれぞれ外嵌した一対の第１内輪と第２内輪と、前記外輪と前記第１及び第２内輪との間にそれぞれ転動自在に介在した複数の転動体と、前記ハブ軸と一体回転する環状の被検出部材と、前記外輪に取り付けられて前記被検出部材の回転を検出するためのセンサとを備え、前記被検出部材は、前記第１内輪と前記第２内輪との間において前記軸部に外嵌しているものである。
この構成によれば、第１内輪及び第２内輪を外嵌させるために高い寸法精度としたハブ軸の軸部の外周面に、被検出部材を外嵌させることで、当該被検出部材の取り付け精度を高めることができる。これにより、センサによる検出精度を高めることができる。被検出部材を取り付けるために、従来のように第１内輪の外周面の一部における寸法精度を高くする必要がない。このため、高い寸法精度の管理が必要となる部分を従来よりも減らすことができ、構造が簡単となり、コストの低減が可能となる。
【０００７】
また、前記センサ付き転がり軸受装置において、前記第１内輪と前記第２内輪とは同一形状の部材であるのが好ましい。これによれば、部品の共通化によりコストの低減が可能となる。
【０００８】
なお、前記センサ付き転がり軸受装置において、前記被検出部材はその外周部にＮ極とＳ極とを周方向に交互に配列した着磁部を有するものとできる。これによれば、周方向に交互に配列するＮ極とＳ極とのピッチを小さくすれば、センサによる検出精度を高めることができる。
【０００９】
または、前記センサ付き転がり軸受装置において、前記被検出部材はその外周部に凹部と凸部とを周方向に交互に配列した凹凸部を有するものとできる。これによれば、製造が容易でありコストの低減が図れる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のセンサ付き転がり軸受装置によれば、ハブ軸に対する被検出部材の取り付け精度を高めることができ、センサによる検出精度を高めることができる。また、高い寸法精度の管理が必要となる部分を従来よりも減らすことができ、構造が簡単となり、コストの低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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は本発明の一実施形態であるセンサ付き転がり軸受装置を示す断面図である。このセンサ付き転がり軸受装置は、自動車などの車両の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持することができるものである。
【００１２】
図において、このセンサ付き転がり軸受装置は、車輪（図示せず）が取り付けられるハブ軸２と、このハブ軸２と同心状に配置され車体側に固定される外輪１と、ハブ軸２の外周面に外嵌固定した一対の第１内輪３及び第２内輪４と、外輪１と第１内輪３との間及び外輪１と第２内輪４との間にそれぞれ転動自在に介在した複数の転動体としての円錐ころ５ａ，５ｂと、ハブ軸２と一体回転する環状の被検出部材（パルサーリング）６と、この被検出部材６を検出対象として外輪１に取り付けられたセンサ７とを備えている。
さらに、このセンサ付き転がり軸受装置は、外輪１と両内輪３，４との間の環状の空間を外部との間で密封するシール部材１１ａ，１１ｂと、第２内輪４の軸方向内側でハブ軸２に外嵌した環状のカプラ９とを備えている。なお、車体に取り付けたこのセンサ付き転がり軸受装置において、車幅方向の外側（図１の左側）を軸方向外側とし、車幅方向の内側（図１の右側）を軸方向内側としている。
【００１３】
ハブ軸１は、車輪（図示せず）を取り付ける軸方向外側のフランジ部２ａと、その軸方向内側の軸部２ｂとを有している。外輪１は、ハブ軸２の軸部２ｂの径方向外側に同軸状にあり、車体側に固定される固定輪である。外輪１の内周面には円錐ころ５ａ，５ｂがそれぞれ転動する軸方向外側の第１外輪軌道１２ａ及び軸方向内側の第２外輪軌道１２ｂが形成されており、外周面には車両の懸架装置（図示せず）に取り付けるための取付フランジ１ａが形成されている。
また、外輪１には、当該外輪１２の径方向内外を貫通した取付孔１３が形成されており、この取付孔１３にセンサ７が挿入固定されている。なお、取付孔１３及びセンサ７は、軸方向について第１外輪軌道１２ａと第２外輪軌道１２ｂとの間に設けられている。
【００１４】
第１内輪３はハブ軸２の軸部２ｂの軸方向外側に外嵌し、第２内輪４はハブ軸２の軸部２ｂの軸方向内側に外嵌しており、第１内輪３及び第２内輪４は、軸部２ｂに締り嵌めの状態にあり、ハブ軸２と一体回転する。第１内輪３の外周面に、前記第１外輪軌道１２ａに対向する第１内輪軌道１５ａが形成されており、第２内輪４の外周面に、前記第２外輪軌道１２ｂに対向する第２内輪軌道１５ｂが形成されている。また、図１の形態では、第１内輪３と第２内輪４とは同一形状の部材である。
【００１５】
そして、これら第１内輪３と第２内輪４との軸方向の間に、前記被検出部材６が介在しており、被検出部材６は軸部２ｂに直接外嵌している。さらに説明すると、ハブ軸２の軸部２ｂは、軸線Ｃに平行な方向に直線である外周面１４を有している。そして、この軸部２ｂと、第１内輪３及び第２内輪４との間は締り嵌めとするために、軸部２ｂの外周面１４、第１内輪３の内周面及び第２内輪４の内周面について、高い寸法精度が必要とされており、これら面は研磨などの仕上加工が施されている。
また、被検出部材６の内周面６ｄについても同様の仕上加工が施されており、被検出部材６と軸部２ｂとの間は締り嵌めの状態としている。そして、第１内輪３、被検出部材６、及び第２内輪４は、この順番で軸方向外側から内側へ並んで、共通する前記外周面１４に外嵌している。
【００１６】
被検出部材６において、その内周面６ｄは軸線Ｃに平行な方向に直線な面であり、軸方向外内の側面６ｂ，６ｃは、軸線Ｃに直交する方向に直線な面である。また、被検出部材６の外周部は、軸線Ｃに対して傾斜した方向に直線な面を有しており、この外周部がセンサ７による検出対象部となる。そして、図２は被検出部材６の要部を示す説明図であり、被検出部材６はその外周部に凹部２８ａと凸部２８ｂとを周方向に交互に配列した凹凸部２８を有している。
【００１７】
センサ７は、その先端に被検出部材６の外周部に対向配置された検出部７ａを有している。外輪１に形成した取付孔１３にセンサ７を挿入することで、検出部７ａを外輪１の内周側に露出させるとともに、被検出部材６の外周部（外周面６ａ）に対して隙間（ギャップ）を有して対向させた状態としている。
図１のセンサ７は、後にも説明するが変位センサとすることができ、ハブ軸２と共に被検出部材６が回転すると、被検出部材６の凹凸部２８に対する隙間の変化をセンサ７が検出でき、当該被検出部材６の回転を検出することができる。
【００１８】
ハブ軸２の軸部２ｂに対する第１内輪３、第２内輪４、及び被検出部材６の組み立て方法は、軸部２ｂを、第１内輪３、被検出部材６、及び第２内輪４に圧入して行う。さらに、カプラ９を軸部２ｂの軸方向内側の部分に外嵌させ、軸部２ｂの軸方向内側端部を径方向外側へかしめ加工し、かしめ部２２を形成する。
これにより、第１内輪３の大径鍔部１６の側端面が軸部２ｂの拡径した軸心直交面２１に当接し、第１内輪３の小径鍔部１７の側端面が被検出部材６の軸方向外側の側面６ｂに当接し、被検出部材６の軸方向内側の側面６ｃが第２内輪４の小径鍔部１９の側端面に当接し、第２内輪４の大径鍔部１８の側端面がカプラ９の軸方向外側の端面に当接し、かしめ部２２がカプラ９の軸方向内側の端面に当接した状態となり、前記軸心直交面２１とかしめ部２２との間で、第１内輪３、被検出部材６、第２内輪４、及びカプラ９が挟まれて、これらは軸方向への移動が規制されている。また、この組み立て方法により組み立てることで、被検出部材６は第１内輪３と第２内輪４との間に挟まれてその軸方向について位置決めがされる。
【００１９】
このように、第１内輪３及び第２内輪４を外嵌させるために外周面１４の寸法精度を高くした軸部２ｂを用いて、被検出部材６を取り付けることができる。そして、被検出部材６の内周面６ｄについても寸法精度を高くしていることで、軸部２ｂに対する被検出部材６の取り付け精度は高くなる。
これにより、被検出部材６のふらつきを抑え、センサ７による検出精度を高めることができる。また、図５で示した従来例のように、被検出部材１０６を取り付けるために、第１内輪１０３の円筒部１０３ｂの外周面における寸法精度を高くする構成が、この発明では不要であるため、高い寸法精度の管理が必要となる部分を従来よりも減らすことができ、構造が簡単となり、コストの低減が可能となる。
また、第１内輪３と第２内輪４とを同一形状の部材としていることで、部品の共通化が図れ、さらにコストの低減が可能となる。
【００２０】
センサ７は被検出部材６の外周部に隙間を有して対向した非接触式センサであり、センサ７を変位センサとすることができる。図１では、センサ７を被検出部材６の外周面との隙間（ギャップ）の変化を検出する変位センサとしている。
この場合、図２に示しているように、被検出部材６の外周部に凹部２８ａと凸部２８ｂとを周方向に交互に配列して形成している。変位センサは例えば渦電流式とすることができ、被検出部材６の凹凸部２８との間に磁界を発生させるとともに、回転に応じた磁界の磁束密度の変化を検出部７ａによって検出する。この検出結果（検出信号）によりハブ軸２の回転速度や回転数を求めることができる。具体的には、センサ７からの信号は、ハーネス（図示せず）を介して、車両のＥＣＵ等の制御部（図示せず）に出力され、当該制御部においてハブ軸１の回転速度や回転数、すなわち車輪の回転速度や回転数を求めることができる。
【００２１】
図３は、センサ付き転がり軸受装置の他の実施形態を示す断面図である。この実施の形態と図１の実施の形態とは、被検出部材６の外周部及びセンサ７について相異しているが、その他の構成については同じである。
すなわち、センサ７を磁気センサとしている。そして、図４に示しているように、被検出部材６は、その外周部にＮ極とＳ極とを周方向に交互に配列した着磁部８を有している。着磁部８は、被検出部材６の平滑な外周面６ａに形成できる。また、着磁部８は、被検出部材６の外周面６ａを直接着磁して構成したもの、又は被検出部材６の構成を、ハブ軸２に外嵌させた本体部と着磁させた環状部材とを有したものとし、本体部に環状部材を外嵌して構成したものとできる（図示せず）。
【００２２】
磁気センサとしたセンサ７を例えば磁気抵抗素子を有するものなどとでき、ハブ軸２が回転することで被検出部材６が周方向に回転し、このセンサ７は対向する被検出部材６の着磁部８により磁性変化を検出でき、その検出結果（検出信号）によりハブ軸２の回転速度や回転数を求めることができる。具体的には、センサ７からの信号は、ハーネス（図示せず）を介して、車両のＥＣＵ等の制御部（図示せず）に出力され、当該制御部においてハブ軸１の回転速度や回転数、すなわち車輪の回転速度や回転数を求めることができる。
このように、被検出部材６の外周部に着磁部８を有する構成とした場合、被検出部材６の外周に周方向に連続した凹凸を形成する必要がなく、被検出部材６の構成が簡素化される。また、凹凸の加工が不要であることから被検出部材６を小さくでき、さらに、周方向に交互に配列するＮ極とＳ極とのピッチを小さくでき、センサ７による検出精度を高めることができる。
【００２３】
また、図１及び図３の各実施の形態において、被検出部材６の外周面６ａを軸線Ｃに対して傾斜した面とし、さらに、センサ７を軸線直交方向に対して傾けて外輪１に固定して、センサ７の検出部７ａのある先端面を軸線Ｃに対して傾斜した面としている。これによれば、被検出部材６の外周面６ａを軸線Ｃに平行な方向にまっすぐな面とした場合（図示せず）よりも、被検出部材６の外周面６ａの面積を広くでき、センサ７による検出精度を高めることができる。
【００２４】
そして、各実施の形態によるセンサ付き転がり軸受装置は、ハブ軸２が回転すると、それに伴って被検出部材６が周方向に回転する。この被検出部材６が回転すると、センサ７の検出部７ａと被検出部材６の外周面６ａとの間において、磁性の変化や、エアギャップの変化が生じ、センサ７は、このハブ軸２の回転に応じた前記変化を検出でき、これを車両の前記制御部に出力できる。そして、制御部（図示せず）においてハブ軸２の回転速度や回転数、すなわち車輪の回転速度や回転数を求めることができ、車両のアンチロックブレーキシステム等の制御に反映される。
【００２５】
なお、本発明のセンサ付転がり軸受装置は、前記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、第２内輪４とかしめ部２２との間にカプラ９を介在させた場合を説明したが、図示しないが、このカプラ９を省略し、かしめ部２２を第２内輪４の軸方向内側の端面に当接させてもよい。
また、図示しないが、かしめ部２２の代わりに、ハブ軸２の軸部２ｂの軸方向内側端部にナット部材を螺合させ、このナット部材により第１内輪３、被検出部材６、及び第２内輪４を固定してもよい。
また、被検出部材６の外周面６ａを軸線Ｃに対して傾斜した面とし、この面に平行に対向させるセンサ７の検出部７ａのある先端面を軸線Ｃに対して傾斜した面とした場合を説明したが、図示しないが、被検出部材６の外周面を軸線Ｃに平行な方向に直線である面とし、センサ７の先端面もこれに平行な面としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のセンサ付き転がり軸受装置の実施の一形態を示す断面図である。
【図２】被検出部材の要部を示す説明図である。
【図３】本発明のセンサ付き転がり軸受装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図４】被検出部材の要部を示す説明図である。
【図５】従来のセンサ付き転がり軸受装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    外輪
２    ハブ軸
２ａ  フランジ部
２ｂ  軸部
３  第１内輪
４  第２内輪
５ａ  円錐ころ（転動体）
５ｂ  円錐ころ（転動体）
６  被検出部材
７  センサ
８  着磁部
２８  凹凸部
２８ａ  凹部
２８ｂ  凸部
【図１】
2008008463.tif 000003
【図２】
2008008463.tif 000004
【図３】
2008008463.tif 000005
【図４】
2008008463.tif 000006
【図５】
2008008463.tif 000007