(57)【要約】【課題】組立性を向上したセンサ付転がり軸受を提供する。【解決手段】センサ付転がり軸受としての車輪用軸受装置１１は、回転側軌道輪としての車輪側軌道部材１２と、非回転側軌道輪としての車体側軌道部材１３と、車輪側軌道部材１２および車体側軌道部材１３の間に配置される複数の転動体としての球１４と、車輪側軌道部材１２に固定され、周方向交互に磁極が等間隔で異なるように着磁された円環状の磁気エンコーダと、車体側軌道部材１３の側部に磁気エンコーダに隙間を介して対峙する状態で取り付けられ、磁気エンコーダからの磁束の変化を感知する検出部と、検出部から車体側軌道部材１３の円周方向に取り出される端子と、端子から非回転側軌道輪の円周方向に延びるハーネス２５とを備える。【選択図】図２
2008185106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転側軌道輪と、
非回転側軌道輪と、
前記回転側軌道輪および前記非回転側軌道輪の間に配置される複数の転動体と、
前記回転側軌道輪に固定され、周方向交互に磁極が等間隔で異なるように着磁された円環状の磁気エンコーダと、
前記非回転側軌道輪の側部に前記磁気エンコーダに隙間を介して対峙する状態で取り付けられ、前記磁気エンコーダからの磁束の変化を感知する検出部と、
前記検出部から前記非回転側軌道輪の円周方向に取り出される端子と、
前記端子から前記非回転側軌道輪の円周方向に延びるハーネスとを備える、センサ付転がり軸受。
【請求項２】
前記非回転側軌道輪の側端面に固定され、前記検出部を着脱可能に保持する保持部を有する取付部材をさらに備え、
前記保持部と前記検出部のうちの一方に凸状部分が、他方に凹状部分が形成され、前記凸状部分と凹状部分の係合によって前記検出部が位置決めされる、請求項１に記載のセンサ付転がり軸受。
【請求項３】
前記非回転側軌道輪と前記回転側軌道輪との間に形成される環状空間に設置されるシールをさらに備え、
前記シールは、
前記非回転側軌道輪の周面に圧入される第１円筒部と、前記第１円筒部の軸方向端部から径方向に延びる第１円輪部とを有する第１のシール板と、
前記回転側軌道輪の周面に圧入される第２円筒部と、前記第２円筒部の軸方向端部から径方向に延びる第２円輪部とを有し、前記磁気エンコーダが前記第２円輪部の側面に固着された第２のシール板と、
前記第１のシール板および前記第２のシール板の少なくとも一方に設置され、その他方に摺接するリップを有する弾性シール部材とを備える、請求項１または２に記載のセンサ付転がり軸受。
【請求項４】
前記保持部は、前記検出部の前記磁気エンコーダに対向する対向面に接合する接合部と、前記検出部の前記対向面の裏側に位置する背面に当接して、前記検出部を前記接合部とで挟持する挟持部と、前記検出部を前記保持部に組付けるときの組付け方向の移動を制限する組付方向支持部とを備え、
前記凸状部分および前記凹状部分は、前記対向面と前記接合部に設けられた第１の凹凸組と、前記背面と前記挟持部に設けられ前記背面側から見たときに前記第１の凹凸組と交差するように形成された第２の凹凸組とを構成する、請求項１〜３のいずれか記載のセンサ付転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、センサ付転がり軸受、特にセンサを搭載した車輪用軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のセンサ付転がり軸受は、例えば、特開平６−３０８１４５号公報（特許文献１）に記載されている。図９および図１０を参照して、同公報に記載されているセンサ付転がり軸受を自動車の車輪用軸受装置１０１に適用した例を説明する。
【０００３】
車輪用軸受装置１０１は、車輪側軌道部材１０２と、車体側軌道部材１０３と、車輪側軌道部材１０２および車体側軌道部材１０３の間に配置される複数の球１０４と、車体側軌道部材１０３に固定される検出装置１１１とを主に備える。なお、車輪側軌道部材１０２はタイヤ（図示省略）に、車体側軌道部材１０３は懸架装置（図示省略）にそれぞれ連結される。
【０００４】
検出装置１１１は、車輪用軸受装置１０１の回転等を検出するセンサ１１２と、車体側軌道部材１０３の外径面に嵌合するリング部１１３、およびリング部１１３の円周上の１箇所にセンサ１１２を保持するクリップ部１１４を有する保持部１１５とを含む。そして、センサ１１２から径方向外側に延びるハーネス１１６が外部装置（図示省略）に接続されて、センサ１１２の検出信号が外部装置に送信される。
【特許文献１】特開平６−３０８１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記構成の車輪用軸受装置１０１は、自動車に固定されているナックル（図示省略）を車体側軌道部材１０３の外径面に嵌合させると共に、ボルトで両者を締結することによって車体に取り付けられる。したがって、ハーネス１１６とナックルとの干渉を回避するために、センサ１１２の保持部１１５への取り付けは、車輪用軸受装置１０１をナックルに取り付けた後に行う必要があった。
【０００６】
このように、組立順序が制限されているセンサ付転がり軸受においては、組立工数や製造コストの増大等が問題となることがある。また、この問題は、車輪用軸受装置１０１に限らず、外輪をハウジング等に嵌合させる他の転がり軸受にも同様に生じ得る。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、組立性を向上したセンサ付転がり軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るセンサ付転がり軸受は、回転側軌道輪と、非回転側軌道輪と、回転側軌道輪および非回転側軌道輪の間に配置される複数の転動体と、回転側軌道輪に固定され、周方向交互に磁極が等間隔で異なるように着磁された円環状の磁気エンコーダと、非回転側軌道輪の側部に磁気エンコーダに隙間を介して対峙する状態で取り付けられ、磁気エンコーダからの磁束の変化を感知する検出部と、検出部から非回転軌道輪の円周方向に取り出される端子と、端子から非回転側軌道輪の円周方向に延びるハーネスとを備える。
【０００９】
上記構成のように、ハーネスを検出部から非回転側軌道輪の円周方向に引き出したことにより、組立時にハーネスとハウジングとが干渉するのを回避することができる。その結果、組立性に優れたセンサ付転がり軸受を得ることができる。
【００１０】
好ましくは、非回転側軌道輪の側端面に固定され、検出部を着脱可能に保持する保持部を有する取付部材をさらに設け、保持部と検出部のうちの一方に凸状部分を、他方に凹状部分を形成し、凸状部分と凹状部分の係合によって検出部の位置決めを行う。その結果、検出部を確実に保持することができ、安定したセンシングが可能となる。
【００１１】
また、非回転側軌道輪と回転側軌道輪との間に形成される環状空間にシールをさらに設け、シールは、非回転側軌道輪の周面に圧入される第１円筒部と第１円筒部の軸方向端部から径方向に延びる第１円輪部とを有する第１のシール板と、回転側軌道輪の周面に圧入される第２円筒部と第２円筒部の軸方向端部から径方向に延びる第２円輪部とを有し、磁気エンコーダが第２円輪部の側面に固着された第２のシール板と、第１のシール板および第２のシール板の少なくとも一方に設置され、その他方に摺接するリップを有する弾性シール部材とを備えるものとしてもよい。
【００１２】
このように、シールを構成する部材に磁気エンコーダを固着する構成とすれば、部品点数が少なくて済むと共に、センサ付転がり軸受全体の軸方向幅を抑えることができる。
【００１３】
さらに、保持部は、検出部の磁気エンコーダに対向する対向面に接合する接合部と、検出部の対向面の裏側に位置する背面に当接して、検出部を接合部とで挟持する挟持部と、検出部を保持部に組付けるときの組付け方向の移動を制限する組付方向支持部とを備え、凸状部分および凹状部分は、対向面と接合部に設けられた第１の凹凸組と、背面と挟持部に設けられ背面側から見たとき第１の凹凸組と交差するよう形成された第２の凹凸組とを構成するセンサ付転がり軸受としてもよい。
【００１４】
このような構成をとることによって、検出部の保持部への組付作業がやり易くなる。ここで、第１の凹凸組と第２の凹凸組の方向は、センサ付転がり軸受の車体への組立作業方法によって任意に設定すればよい。例えば、第１の凹凸組を回転側軌道輪の回転軸を通り径方向に延びる線に対して平行に形成し、第２の凹凸組を転がり軸受の側面から見たとき第１の凹凸組に直交するよう形成し、組付方向支持部を第１の凹凸組の内径側に形成すれば、検出部を取付部材の外径側から容易に組付けることができる。また、第１の凹凸組を取付部材側面の接線方向に形成し、第２の凹凸組を転がり軸受の側面からみて第１の凹凸組に直交するように形成すれば、検出部を取付部材の接線方向側から容易に組付けることができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、ハーネスを非回転側軌道輪の円周方向に引き出したことにより、組立性に優れたセンサ付転がり軸受を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１および図２を参照して、この発明の一実施形態に係るセンサ付転がり軸受としての車輪用軸受装置１１を説明する。なお、図１は車輪用軸受装置１１を示す図、図２は図１を矢印ＩＩから見た矢視図である。
【００１７】
まず、図１を参照して、車輪用軸受装置１１は、回転側軌道輪としての車輪側軌道部材１２と、非回転側軌道輪としての車体側軌道部材１３と、車輪側軌道部材１２および車体側軌道部材１３の間に配置される転動体としての複数の球１４と、隣接する球１４の間隔を保持する保持器１５と、検出装置２１とを主に備える。なお、車輪側軌道部材１２はタイヤ（図示省略）に、車体側軌道部材１３は懸架装置（図示省略）にそれぞれ連結される。
【００１８】
車輪側軌道部材１２は、大径部１２ａと、大径部１２ａより外径寸法が相対的に小さい小径部１２ｂと、フランジ部１２ｃとを含む。大径部１２ａの外径面には、球１４を受け入れる第１の内側軌道面１２ｄが設けられている。小径部１２ｂの外径面には、球１４を受け入れる第２の内側軌道面１２ｅを有する内輪部材１２ｆが嵌合固定されている。この車輪側軌道部材１２は、一端側（図１の左側）でフランジ部１２ｃとタイヤ（図示省略）とが接続され、他端側（図１の右側）で等速ジョイント（図示省略）を介して駆動軸（図示省略）と接続される。
【００１９】
車体側軌道部材１３は、第１および第２の内側軌道面１２ｄ，１２ｅに対面する位置に、第１および第２の外側軌道面１３ｃ，１３ｄを有する円筒部１３ａと、車体に固定するボルト穴を有するフランジ部１３ｂとを有する。そして、車体に固定されるナックル（図示省略）は、円筒部１３ａの外径面に嵌合すると共にフランジ部１３ｂのボルト穴にボルトで固定される。
【００２０】
球１４は、第１の内側軌道面１２ｄと第１の外側軌道面１３ｃとの間（図１中の「左側軌道」）、および第２の内側軌道面１２ｅと第２の外側軌道面１３ｄとの間（図１中の「右側軌道」）にそれぞれ複数個配置される。そして、車輪側軌道部材１２を回転側軌道輪、車体側軌道部材１３を非回転側軌道輪として、タイヤを自動車本体に対して回転自在に支持する。なお、この実施形態においては、右側軌道および左側軌道それぞれに配置される球１４のＰＣＤは同一である。
【００２１】
なお、上記構成の車輪用軸受装置１１においては、左側軌道および右側軌道それぞれに配置される球１４の個数を同じとしてもよいが、左右の軌道それぞれに配置される球１４の個数を相互に異ならせてもよい。具体的には、停止時や直進時等に相対的に大きな負荷が作用する車体側の軌道（右側軌道）に配置される球１４の個数を多くするのが望ましい。これにより、軸受としての剛性が向上し、耐久性に優れた車輪用軸受装置１１を得ることができる。
【００２２】
また、上記構成の車輪用軸受装置１１は自動車の足回りに取り付けられるので、泥水、塩水、および塵埃（以下「塵埃等」という）が軌道面に浸入することによって回転不良を生じるおそれがある。そこで、車輪側軌道部材１２および車体側軌道部材１３の間に形成される環状空間に設置され、軸受内部への塵埃等の混入を防止する密封部材としてのシール部材１８，３１が設けられている。また、自動車の制御に必要な種々の情報を取得するために、車体側軌道部材１３に検出装置２１が取り付けられている。
【００２３】
検出装置２１は、検出部としてのセンサ２２と、センサ２２を保持する保持部２６とを主に備える。図３および図４を参照してセンサ２２を、図５〜図７を参照して保持部２６をそれぞれ説明する。なお、図３はセンサ２２を示す図、図４は図３のＩＶ−ＩＶにおける断面図、図５は保持部２６を示す図、図６は図５のＶＩ−ＶＩにおける断面図、図７は図６をＶＩＩから見た矢視図である。
【００２４】
まず、図３および図４を参照して、センサ２２は、挿入方向（図４の矢印の方向）に向かって細くなる楔型形状である。センサ２２の一方側の側面には、挿入方向と交差する方向に延びる凹凸部２３ｂが形成されている。また、他方側の側面には、挿入方向に延びる溝部２４ｂが設けられている。さらに、センサ２２と外部装置（図示省略）とを接続するハーネス２５が、センサ２２に設けられた端子（図示省略）からセンサ２２の横方向に延びている。
【００２５】
次に、図５〜図７を参照して、保持部２６は、円環形状のリング部２７と、リング部２７の円周上の１箇所に設けられたクリップ部２８とを主に備える。リング部２７は、車体側軌道部材１３の外径面に嵌合固定される。また、車輪側軌道部材１２に挿通する駆動軸との干渉を避けるために、中央に貫通孔２７ａが設けられている。
【００２６】
クリップ部２８は、センサ２２を保持する。具体的には、センサ２２の磁気エンコーダ３３ｃ（図８参照）に対向する対向面２４ａ（「溝部２４ｂが形成されている面」を指す）に接合する接合部２８ａと、センサ２２の対向面２４ａの裏側に位置する背面２３ａ（「凹凸部２３ｂが形成されている面」を指す）に当接して、センサ２２を接合部２８ａとで挟持する挟持部２８ｂと、接合部２８ａと挟持部２８ｂを繋ぐように形成され、センサ２２をクリップ部２８に組付けるときの組付け方向の移動を制限する組付方向支持部２８ｃと、センサ２２の凹凸部２３ｂに係合する突起２８ｄと、溝部２４ｂに嵌まり込む柱部２８ｅとを有する。
【００２７】
上記構成の検出装置２１において、センサ２２をクリップ部２８に挿入すると、突起２８ｄが背面２３ａの先端側部分を乗り越えて凹部２３ｂ（「凹凸部２３ｂの凹部分」を指す）に係合する。これにより、センサ２２の外径方向の移動を防止することができる。また、柱部２８ｅが溝部２４ｂに嵌まり込んで、センサ２２の円周方向への移動を防止することができる。さらに、センサ２２の先端が組付方向支持部２８ｃに係止され、センサ２２の内径方向の移動を防止する。その結果、センサ２２を確実に保持でき、安定したセンシングが可能となる。
【００２８】
また、図２を参照して、ハーネス２５は車体側回転部材１３の円周方向に引き出されているので、車体側回転部材１３の外径面にナックル（図示省略）を嵌合させる際に、ハーネス２５とナックルとが干渉するのを回避することができる。その結果、センサ２２を保持部２６に組み込んだ状態で車輪用軸受装置１１を自動車に取り付けることも可能となる。このように、組立順序の自由度が広がることで、組立工数や製造コストの削減にも寄与することができる。
【００２９】
次に、図８を参照して、シール部材３１を説明する。なお、図８は図１のシール部材３１周辺の拡大図である。シール部材３１は、車体側軌道部材１３の内周面に圧入される第１円筒部３２ａおよび第１円筒部３２ａの軸方向端部から径方向に延びる第１円輪部３２ｂを有する第１のシール板３２と、車輪側軌道部材１２外周面に圧入される第２円筒部３３ａおよび第２円筒部３３ａの軸方向端部から径方向に延びる第２円輪部３３ｂを有し、磁気エンコーダ３３ｃが第２円輪部３３ｂの側面に固着された第２のシール板３３と、第１のシール板３２および第２のシール板３３の少なくとも一方に設置され、その他方に摺接するリップを有する弾性シール部材３４とを備える。
【００３０】
なお、この実施形態における弾性シール部材３４は、非回転側の第１シール板３２に固定され、回転側の第２のシール板３３の第２円筒部３３ａに摺接する第１および第２ラジアルリップ部３４ａ,３４ｂと、第２円輪部３３ｂに摺接するアキシアルリップ部３４ｃとを有する。
【００３１】
また、磁気エンコーダ３３ｃは、周方向交互に磁極（Ｎ極とＳ極）が等間隔で異なるように着磁された円環状の部材であって、車輪側回転部材１２の回転に伴って回転信号としての磁力を発する。一方、センサ２２は、磁気エンコーダ３３ｃに所定の隙間を介して対峙する状態で取り付けられ、磁気エンコーダ３３ｃからの磁束の変化を感知する。
【００３２】
また、上記の実施形態において、センサ２２に２箇所の溝部２４と、クリップ部２８に２箇所の柱部２８ｅをそれぞれ設けた例を示したが、これに限ることなく、任意の個数にすることができる。例えば、１箇所ずつでも、３箇所以上設けてもこの発明の効果を得ることができる。
【００３３】
また、上記の実施形態において、センサ２２に溝部２４ｂを、クリップ部２８に柱部２８ｅをそれぞれ設けた例を示したが、これに限ることなく、センサに柱部を、クリップ部に溝部を設けても同様の効果を得ることができる。
【００３４】
また、上記の実施形態においては、センサ付転がり軸受として車輪用軸受装置１１の例を示したが、この発明は、非回転側軌道輪（外輪）をハウジングに固定するあらゆる転がり軸受に適用することができる。
【００３５】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
この発明は、センサ付転がり軸受に有利に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置を示す図である。
【図２】図１を矢印ＩＩから見た矢視図である。
【図３】図１に取り付けられるセンサを示す図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶにおける断面図である。
【図５】図１に取り付けられる保持部を示す図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩにおける断面図である。
【図７】図６を矢印ＶＩＩから見た矢視図である。
【図８】図１のシール装置周辺の拡大図である。
【図９】従来の車輪用軸受装置を示す図である。
【図１０】図９を矢印Ｘから見た矢視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１１，１０１  車輪用軸受装置、１２，１０２  車輪側軌道部材、１２ａ  大径部、１２ｂ  小径部、１２ｃ，１３ｂ  フランジ部、１２ｄ，１２ｅ  内側軌道面、１２ｆ  内輪部材、１３，１０３  車体側軌道部材、１３ａ，３２ａ，３３ａ  円筒部、１３ｃ，１３ｄ  外側軌道面、１４，１０４  球、１５，１０５  保持器、１８，３１、シール部材、２１，１１１  検出装置、２２，１１２  センサ、２３ａ  背面、２３ｂ  凹凸部、２４ａ  対向面、２４ｂ  溝部、２５，１１６  ハーネス、２６，１１５  保持部、２７，１１３  リング部、２７ａ  貫通孔、２８，１１４  クリップ部、２８ａ  接合部、２８ｂ  挟持部、２８ｃ  組み付け方向支持部、２８ｄ  突起、２８ｅ  柱部、３２，３３  シール板、３２ｂ，３３ｂ  円輪部、３３ｃ  磁気エンコーダ、３４  弾性シール、３４ａ，３４ｂ，３４ｃ  リップ部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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