(57)【要約】【課題】金属製環体（外輪側シールリング８１）の外周に磁気センサ（正逆検知センサ１５）を樹脂製外装体１７にてモールドした組立体について、取付場所から簡単に取り外せるようにする。【解決手段】樹脂製外装体１７の円周所定位置に、当該樹脂製外装体１７を外輪部材２から取り外すときに使用する取り外し治具４０が引っ掛けられる引っ掛け部１７ｂが設けられている。これにより、上記組立体を取付場所から取り外すときに、取り外し治具４０を用いることができるようになり、その取り外しが簡単に行える。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定輪となる外輪部材に固定され、回転輪となる内輪部材の回転状態を検出するセンサ組立体であって、
金属製環体と、前記内輪部材の外周面に固定される磁性体リングを検出する磁気センサと、前記磁気センサの外部を覆って前記金属製環体に一体化させる樹脂製外装体とを含み、前記樹脂製外装体は、前記外輪部材の内周に圧入嵌合されるものであり、この樹脂製外装体の円周所定位置に、前記外輪部材からセンサ組立体を取り外すときに使用する取り外し治具が引っ掛けられる引っ掛け部が設けられている、ことを特徴とするセンサ組立体。
【請求項２】
固定輪となる外輪部材に固定される外輪側シールリングと、回転輪となる内輪部材に固定される内輪側シールリングとを組み合わせた構成であり、
前記外輪側シールリングの外周に樹脂製外装体を介して磁気センサが一体化され、前記内輪側シールリングに磁性体リングが固定され、前記磁気センサにて前記磁性体リングを検出して前記内輪部材の回転状態を検出するようにしており、前記樹脂製外装体は、前記外輪部材の内周に圧入嵌合されるものであり、この樹脂製外装体の円周所定位置に、前記外輪部材から前記外輪側シールリングを取り外すときに使用する取り外し治具が引っ掛けられる引っ掛け部が設けられている、ことを特徴とするシール装置。
【請求項３】
軌道面を有する回転輪となる内輪部材と、この内輪部材の外周に同心に配置されかつ前記内輪部材と対応する軌道面を有する固定輪となる外輪部材と、前記内輪部材および前記外輪部材の各軌道面間に介装した転動体と、前記内輪部材および前記外輪部材の間の隙間をシールするシール装置とを備える転がり軸受装置であって、
前記シール装置は、前記外輪部材に固定される外輪側シールリングと、前記内輪部材に固定される内輪側シールリングとを組み合わせたものであり、前記外輪側シールリングの外周に樹脂製外装体を介して磁気センサが一体化され、前記内輪側シールリングに磁性体リングが固定され、前記磁気センサにて前記磁性体リングを検出して前記内輪部材の回転状態を検出するようにしており、前記樹脂製外装体は、前記外輪部材の内周に圧入嵌合されるものであり、この樹脂製外装体の円周所定位置に、前記外輪部材から前記外輪側シールリングを取り外すときに使用する取り外し治具が引っ掛けられる引っ掛け部が設けられている、ことを特徴とする転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センサ組立体、シール装置ならびに転がり軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
転がり軸受に回転検出器を組み込んだものがある（特許文献１参照）。回転検出器は、ホール素子と、エンコーダ素子とからなる。ホール素子は、転がり軸受の外輪に取り付けられるシールリングに対して取り付けられている。エンコーダ素子は、転がり軸受の内輪に取り付けられている。この回転検出器は、ホール素子が内輪と一体のエンコーダ素子を検出して所定の電気信号を出力する。このホール素子から出力される電気信号を信号処理回路で処理することにより内輪の回転状態を認識する。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１９７９３８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、シールリングにホール素子を取り付けているため、ホール素子が故障したときに、シールリングごと取り外して交換する必要があるが、このシールリングは、外輪の肩部内周面に対してしめしろを有して嵌合されているために、取り外しにくい。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のセンサ組立体は、固定輪となる外輪部材に固定され、回転輪となる内輪部材の回転状態を検出するもので、金属製環体と、前記内輪部材の外周面に固定される磁性体リングを検出する磁気センサと、前記磁気センサの外部を覆って前記金属製環体に一体化させる樹脂製外装体とを含み、前記樹脂製外装体は、前記外輪部材の内周に圧入嵌合されるものであり、この樹脂製外装体の円周所定位置に、前記外輪部材からセンサ組立体を取り外すときに使用する取り外し治具が引っ掛けられる引っ掛け部が設けられている。
【０００６】
この場合、センサ組立体を外輪部材から取り外すときに、センサ組立体の樹脂製外装体に設けてある引っ掛け部に対して取り外し治具を引っ掛けることができる。このため、取り外し治具でセンサ組立体を簡単に取り外せるようになる。
【０００７】
本発明のシール装置は、固定輪となる外輪部材に固定される外輪側シールリングと、回転輪となる内輪部材に固定される内輪側シールリングとを組み合わせた構成であり、前記外輪側シールリングの外周に樹脂製外装体を介して磁気センサが一体化され、前記内輪側シールリングに磁性体リングが固定され、前記磁気センサにて前記磁性体リングを検出して前記内輪部材の回転状態を検出するようにしており、前記樹脂製外装体は、前記外輪部材の内周に圧入嵌合されるものであり、この樹脂製外装体の円周所定位置に、前記外輪部材から前記外輪側シールリングを取り外すときに使用する取り外し治具が引っ掛けられる引っ掛け部が設けられている。
【０００８】
このシール装置は、磁性体リングおよび磁気センサからなる回転検出器を一体的に組み込んだ構成であり、磁気センサを一体化してある外輪側シールリングを外輪部材から取り外すときに、取り外し治具を用いて簡単に行える。
【０００９】
本発明の転がり軸受装置は、軌道面を有する回転輪となる内輪部材と、この内輪部材の外周に同心に配置されかつ前記内輪部材と対応する軌道面を有する固定輪となる外輪部材と、前記内輪部材および前記外輪部材の各軌道面間に介装した転動体と、前記内輪部材および前記外輪部材の間の隙間をシールするシール装置とを備えるもので、前記シール装置は、前記外輪部材に固定される外輪側シールリングと、前記内輪部材に固定される内輪側シールリングとを組み合わせたものであり、前記外輪側シールリングの外周に樹脂製外装体を介して磁気センサが一体化され、前記内輪側シールリングに磁性体リングが固定され、前記磁気センサにて前記磁性体リングを検出して前記内輪部材の回転状態を検出するようにしており、前記樹脂製外装体は、前記外輪部材の内周に圧入嵌合されるものであり、この樹脂製外装体の円周所定位置に、前記外輪部材から前記外輪側シールリングを取り外すときに使用する取り外し治具が引っ掛けられる引っ掛け部が設けられている。
【００１０】
この転がり軸受装置は、シール装置に対して磁性体リングおよび磁気センサからなる回転検出器を一体的に組み込んでおり、磁気センサを一体化してある外輪側シールリングを外輪部材から取り外すときに、取り外し治具を用いて簡単に行える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１から図７に本発明の一実施形態を示している。この実施形態の転がり軸受装置１は、自動車の駆動輪側に用いられるものであり、図１において転がり軸受装置１の左側が車両アウタ側で、右側が車両インナ側である。
【００１２】
車体側にナックル９を介して非回転に支持される外輪部材２に、それぞれ冠形保持器６で円周方向等配位置に配置された二列の玉（転動体の一例）４，５を介して、内輪部材３が軸心回りに回転自在に支持されている。
【００１３】
外輪部材２の外周面には、径方向外向きに突出する支持フランジ２１が形成されている。この支持フランジ２１が取付けボルト１０を介してナックル９に固定されることで、外輪部材２が非回転に支持される。
【００１４】
内輪部材３は、ハブホイール３１と、このハブホイール３１とは別体でハブホイール３１の胴部の車両インナ側に嵌着される筒状部材３２とから構成されている。ハブホイール３１の胴部の外周面の一部が車両アウタ側列の玉４の内輪軌道面として用いられ、筒状部材３２の外周面が車両インナ側列の玉５の内輪軌道面として用いられ、外輪部材２の内周面に両列の玉４，５のための２つの外輪軌道面が形成されている。
【００１５】
ハブホイール３１の中心穴には、等速ジョイント（ＣＶＪ）の椀形外輪部材１２に一体的に形成された軸部１３がスプライン嵌合されている。軸部１３の車両アウタ側端部にはナット１４が螺着され、このナット１４をハブホイール３１の凹部３３端面に対して締付けることで、両列の玉４，５に対して必要な予圧が付与されるとともに、椀形外輪部材１２が内輪部材３に回転一体に組込まれた状態となる。
【００１６】
ハブホイール３１の外周面において車両アウタ側には、径方向外向きに突出したハブフランジ３４が一体的に形成されている。ハブフランジ３４に、ブレーキディスクロータならびに車輪が取付けられる。
【００１７】
外輪部材２と内輪部材３の間の軸方向両側には、シール装置７，８が取り付けられている。これらのシール装置７，８は、環状軸受空間１１内の潤滑剤が外部に漏れるのを防止するとともに、環状軸受空間１１内に外部の泥水等が侵入するのを防止する。
【００１８】
車両アウタ側のシール装置７は、外輪部材２に内嵌した環状芯金に、ハブホイール３１に摺接するゴム製リップを接着した構成である。
【００１９】
車両インナ側のシール装置８は、図３に示すように、外輪側シールリング８１と、内輪側シールリング８２とを組み合わせた構成であり、いわゆるパックシールと呼ばれるものである。
【００２０】
外輪側シールリング８１は、外輪部材２側に取り付けられるもので、環状芯金８３に主リップ８４と補助リップ８５とを被着した構成である。環状芯金８３は、軸方向に沿う円筒部８３ａと、円筒部８３ａの軸方向内端側を径方向内向きに屈曲してなる環状板部８３ｂとを有している。
【００２１】
内輪側シールリング８２は、筒状部材３２側に取り付けられるもので、環状芯金８６に軸方向リップ８７と径方向リップ８８とを被着した構成である。環状芯金８６は、軸方向に沿う円筒部８６ａと、円筒部８６ａの軸方向外端側を径方向外向きに屈曲してなる環状板部８６ｂとを有している。
【００２２】
なお、各リップ８４，８５，８７，８８は、ニトリルブタジエンラバー（ＮＢＲ）などのゴムとされ、環状芯金８３，８６に対して加硫接着される。また、外輪側シールリング８１の環状芯金８３は、例えば非磁性ステンレス鋼などの非磁性材で形成されている。
【００２３】
この実施形態では、上記車両インナ側のシール装置８に対して、内輪部材３（ハブホイール３１および筒状部材３２）の回転状態（回転位相、回転速度、回転数、回転方向など）を検出する回転検出器を組み込んでいる。
【００２４】
上記回転検出器は、磁気センサとしての正逆検知センサ１５と、磁性体リングとしてのパルサリング１６とからなる。正逆検知センサ１５は、外輪側シールリング８１に対して、また、パルサリング１６は、内輪側シールリング８２に対してそれぞれ一体的に取り付けられている。
【００２５】
具体的に、正逆検知センサ１５は、外輪側シールリング８１の外周面全周に積層される所定厚みの樹脂製外装体１７内に埋設されている。この正逆検知センサ１５と樹脂製外装体１７と外輪側シールリング８１とからなる組立体は、外輪側シールリング８１を樹脂成形金型内にインサートするとともに、この外輪側シールリング８１の外径側に正逆検知センサ１５を浮かした状態でインサートしておいて、溶融した樹脂を前記金型内に注入することにより製作される。樹脂製外装体１７は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）などのエンジニアリングプラスチックとされる。また、樹脂製外装体１７の円周所定位置には、車体の電子回路に接続されたハーネス（図示せず）が接続される雌型のコネクタ２０が径方向外向きに突出する状態で一体に形成されている。このコネクタ２０内にはピン１９が設けられており、このピン１９には正逆検知センサ１５が信号線１８を介して接続されている。さらに、樹脂製外装体１７には、径方向外向きに延びるフランジ１７ａが設けられている。このフランジ１７ａは外輪部材２の車両インナ側の端面２ｂに対して当接する外径寸法に設定されている。
【００２６】
パルサリング１６は、内輪側シールリング８２の環状板部８６ｂの内側面に対して取り付けられている。このパルサリング１６は、磁性粉末を含有したゴムを加硫成型して形成されるものであり、例えば周方向交互にＮ極とＳ極とを配列する形態で着磁されている。
【００２７】
なお、上記正逆検知センサ１５は、例えば、ホール素子や磁気抵抗素子などからなる円周方向に離れて配置した２個の磁気センサにて構成され、回転角度に加え回転方向の検出も行えるようになっている。２個の磁気センサの検出信号の位相関係を図４（Ａ）（Ｂ）それぞれに示す。一方の磁気センサが図４（Ａ）の矩形波信号を出力すると、他方の磁気センサは、図４（Ａ）の矩形波信号に対して９０度位相がずれた図４（Ｂ）の矩形波信号を出力する。このような矩形波信号を出力する関係に前記両磁気センサは配置される。そして、両磁気センサの矩形波信号の位相関係により、回転方向や回転速度が判断できるようになる。
【００２８】
前記正逆検知センサ１５とパルサーリング１６との配置関係を図５を参照して説明する。すなわち、正逆検知センサ１５の２個の磁気センサ２２の配置間隔を互いの出力位相が９０度となる間隔（λ／４）とする。ここで、パルサリング１６の着磁ピッチはλである。着磁ピッチとはＮ極の周方向着磁長さとこれに隣り合うＳ極の周方向着磁長さとの合計長さである。パルサリング１６は、内輪側シールリング８２の環状芯金８６の内周面において、正逆検知センサ１５が当該パルサリング１６の磁界の変化を検出可能な位置に固定されている。なお、正逆検知センサ１５の感知方向（内径方向）と、パルサリング１６の着磁方向（軸方向）は、互いに直交している。
【００２９】
次に、上述したような車両インナ側のシール装置８の取り付け手順を説明する。外輪側シールリング８１と内輪側シールリング８２とを抱き合わせる形としておき、内輪側シールリング８２の環状芯金８６を筒状部材３２の外周面の肩部３２ａに対して圧入嵌合しながら、外輪側シールリング８１の樹脂製外装体１７を外輪部材２の内周面の肩部２ａに対して圧入嵌合する。このとき、外輪側シールリング８１の樹脂製外装体１７におけるフランジ１７ａを外輪部材２の車両インナ側の端面２ｂに当接させることにより外輪側シールリング８１を位置決めする。このように外輪側シールリング８１および内輪側シールリング８２を取り付けた状態で、正逆検知センサ１５はパルサリング１６の磁束の変化を検出可能な位置に位置決めされる。
【００３０】
また、転がり軸受装置１を車体のナックル９に固定するには、外輪部材２の車両インナ側端部をナックル９に内嵌し、外輪部材２の支持フランジ２１をナックル９に取付けボルト１０にて固定すればよい。なお、ナックル９の支持フランジ２１への固定部以外は筒状に形成されているが、当該筒状部において車両アウタ側にはコネクタ２０が挿通される切欠き９１が形成されており、この切欠き９１にコネクタ２０が挿通される。このようにしてから、車体の電子回路に接続されたハーネス（図示せず）を正逆検知センサ１５に接続する。すなわち、図示しないが、ハーネスにはその先端において上記雌型のコネクタ２０に対して着脱可能な雄型のコネクタが設けられており、当該ハーネスのコネクタをコネクタ２０に接続することで、正逆検知センサ１５が車体の電子回路に接続される。
【００３１】
次に、上記転がり軸受装置１の内輪部材３に関する回転検出動作を説明する。
【００３２】
ナックル９に固定された外輪部材２に対し、内輪部材３を回転させると、内輪部材３と一体に回転するパルサリング１６の各磁極が、図５で示すように正逆検知センサ１５の２個の磁気センサ２２に対して順次対向することになる。このとき、正逆検知センサ１５に対するパルサリング１６の対向状態がパルサーリング１６の回転速度や回転方向に応じて変化すると、その変化に対応して正逆検知センサ１５の各磁気センサ２２からの矩形波信号の位相関係や位相の周期が変化する。したがって、このような両矩形波信号に対する信号処理を前記電子回路において施すことにより、内輪部材３の回転位相、回転速度、回転数、回転方向などを求めることができる。
【００３３】
この実施形態では、正逆検知センサ１５を一体化してある外輪側シールリング８１を、図６および図７に示すような取り外し治具４０を用いて簡単に取り外せるように工夫しているので、説明する。
【００３４】
取り外し治具４０は、胴体４１と、胴体４１の上下１８０度対向する位置に固定されるアーム４２，４２と、胴体４１の中心に貫通状態で螺合されるねじ軸４３とからなる。アーム４２は、胴体４１に固定される固定リンク４２ａと、固定リンク４２ａの先端に関節部を介して屈曲自在に取り付けられる可動リンク４２ｂとからなる。この可動リンク４２ｂの先端には、爪４２ｃが設けられている。ねじ軸４３の一端には、ハブホイール３１の車両インナ側の端面に対して当接する当て板４３ａが一体に設けられており、また、ねじ軸４３の他端には、回転操作つまみ４３ｂが一体に設けられている。
【００３５】
そして、外輪側シールリング８１の樹脂製外装体１７におけるフランジ１７ａの円周数ヶ所（この実施形態では円周等配の４ヶ所）に対して、上記取り外し治具４０の爪４２ｃが引っ掛けられる引っ掛け部として切り欠き１７ｂを設けている。
【００３６】
ここで、外輪側シールリング８１を取り外す手順を説明する。つまり、樹脂製外装体１７のフランジ１７ａに切り欠き１７ｂを設けていると、外輪側シールリング８１を外輪部材２の内周面肩部に対して取り付けた状態において、樹脂製外装体１７のフランジ１７ａに設けてある切り欠き１７ｂと、外輪部材２の車両インナ側端面との間に、凹みができる。そこで、図７に示すように、取り外し治具４０の当て板４３ａをハブホイール３１の車両インナ側の端面に対して当接させた状態で、前述した凹みに対して、取り外し治具４０のアーム４２，４２先端の爪４２ｃ，４２ｃを引っ掛けておいて、ねじ軸４３をまわす。これにより、胴体４１およびアーム４２，４２が図７の矢印方向に移動されるので、この胴体４１と共に外輪側シールリング８１が外輪部材２から引き抜かれて取り外されることになる。
【００３７】
以上説明したように、外輪側シールリング８１を取り外し治具４０を用いて簡単に取り外せるので、外輪側シールリング８１に一体化してある正逆検知センサ１５が故障などしても、迅速かつ簡易に交換できるようになる。
【００３８】
以下、本発明の他の実施形態や応用例を説明する。
【００３９】
（１）正逆検知センサ１５を一体化してある外輪側シールリング８１については、図８および図９に示すように、樹脂製外装体１７に対してコネクタ２０を設けずにハーネス２１を埋め込んで、このハーネス２１の信号線２１ａを正逆検知センサ１５に直接接続したタイプもある。なお、樹脂製外装体１７の円周所定位置に対してハーネス２１の折れ曲がりを防止するための凸部１７ｃを径方向斜め外向きに突出する状態で設けている。このようなタイプの外輪側シールリング８１についても、樹脂製外装体１７に切り欠き１７ｂを設ける点は上記実施形態と同じである。
【００４０】
（２）本発明は、シール機能を持たない回転検出器も含む。例えば図示しないが、上記外輪側シールリング８１についてその環状芯金８３の環状板部８３ｂおよびリップ８４，８５を無くしたもの（センサ組立体）とし、また、上記内輪側シールリング８２についてそのリップ８７，８８を無くしたものとすることができる。このような構成の回転検出器でも、樹脂製外装体１７に切り欠き１７ｂを設ける点は上記実施形態と同じである。
【００４１】
（３）正逆検知センサ１５やパルサリング１６の配置形態も特に限定されるものではない。さらに、磁気センサは、正逆検知センサ１５に限らず、単に内輪部材３の回転速度を検出するセンサとすることができる。また、自動車の従動輪側に用いる転がり軸受装置も本発明に含まれる。
【００４２】
（４）樹脂製外装体１７に対して引っ掛け部（切り欠き１７ｂ）の形成位置も特に限定されない。例えば引っ掛け部は、樹脂製外装体１７のフランジ１７ａの径方向の端面に対して凹みとして設けることもできる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明のセンサ組立体、シール装置、転がり軸受装置では、磁気センサを取り付けている部材（金属製環体、外輪側シールリング）を取り外し治具を用いて簡単に取り外すことができる。そのため、磁気センサの交換などを迅速かつ簡易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置を示す断面図
【図２】図１の一部を拡大して示す図
【図３】図１のシール装置を分離して示す斜視図
【図４】図１の正逆検知センサの検出信号の位相関係を示す図
【図５】図１の正逆検知センサの説明図
【図６】図３に示す外輪側シールリングを正面側から見た斜視図
【図７】図１の転がり軸受装置から外輪側シールリングを取り外すときの様子を示す側面図
【図８】本発明の他の実施形態に係る転がり軸受装置を示す断面図
【図９】図８の転がり軸受装置に用いる外輪側シールリングを正面側から見た斜視図
【符号の説明】
１    転がり軸受装置
２    外輪部材
３    内輪部材
８    車両インナ側のシール装置
８１    外輪側シールリング
８２    内輪側シールリング
１５    正逆検知センサ（磁気センサ）
１６    パルサリング（磁性体リング）
１７    樹脂製外装体
１７ｂ  切り欠き（引っ掛け部）
【図１】
2004263717.tif 000003
【図２】
2004263717.tif 000004
【図３】
2004263717.tif 000005
【図４】
2004263717.tif 000006
【図５】
2004263717.tif 000007
【図６】
2004263717.tif 000008
【図７】
2004263717.tif 000009
【図８】
2004263717.tif 000010
【図９】
2004263717.tif 000011