(57)【要約】【課題】回転検出器を組み込んだシール装置を装着した転がり軸受装置に関し、車軸の回転速度と回転方向の検出が行え、回転検出器のコンパクト化が図れると共に耐ダスト性に優れる。【解決手段】内外輪部材２，３の各軌道面間に玉４，５を介装し、内外輪部材２，３の肩部間にシール装置８を装着した転がり軸受装置１において、シール装置８は、外輪部材２に固定した外輪側シールリング８１と、内輪部材３に固定した内輪側シールリング８２とからなり、内輪側シールリング８２の環状芯金の内面にパルサリング１６が固定されており、外輪側シールリング８１の環状芯金の外径側において、正逆検知センサ１５が樹脂製外装体１７にてモールドされて一体化されているものである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道面を有する回転輪となる内輪部材と、この内輪部材と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、前記内輪部材の回転状態を検出する回転検出器とを備えた転がり軸受装置において、
前記シール装置は、前記外輪部材に固定した外輪側シールリングと、前記内輪部材に固定した内輪側シールリングとからなり、
前記回転検出器は、前記外輪側シールリングの環状芯金の外径側において樹脂製外装体にてモールドされて一体化された磁気センサと、前記内輪側シールリングの環状芯金の内面に固定された磁性体リングとからなり、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速度と回転方向を検出する、ことを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の転がり軸受装置において、
前記磁気センサのハーネスは、当該磁気センサに接続された第１ハーネスと、車体の電子回路に接続された第２ハーネスとに分割されており、
前記第１ハーネスと前記第２ハーネスは、前記外輪部材を固定するナックルに設けたコネクタを介して互いに接続されている、ことを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の転がり軸受装置において、
前記磁気センサは正逆検知センサ、前記磁性体リングはパルサリングからなり、
当該正逆検知センサにて当該パルサリングの磁界の変化を検出して、前記内輪部材の回転速度と回転方向を検出する、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、いわゆるパックシールと呼ばれるシール装置に、自動車のＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）等に用いられる回転検出用のセンサやパルサリングを組み込み、当該回転検出器を組み込んだシール装置にて内外輪間の隙間をシールしてなる転がり軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の車軸を車体に対して回転自在に支持する軸受装置において、ＡＢＳ等に用いられる回転検出器を備えたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
軸受装置は、車軸に外嵌され回転輪となる内輪と、車体に固定され固定輪となる外輪との各軌道面間に転動体を介装し、内外輪間の隙間がシール装置にてシールされている。
【０００４】
回転検出器は、回転輪となる内輪に固定したパルサリングの磁界の変化をセンサにて検出し、当該検出信号はハーネスを介して車体の電子回路に送信される構成となっている。
【０００５】
従動輪側においては、センサを設置するスペースは十分にあるが、駆動輪側においては、軸受装置に隣接して等速ジョイントが位置しており、センサは軸受装置と等速ジョイントの間の小さなスペースを利用して設けられている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−４８２３０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
最近のＡＢＳ用のセンサは、坂道の逆行検知や自動縦列駐車機能等から、正逆検知センサが用いられている。しかし、正逆検知センサは大型であるため、駆動輪側のような小さなスペースに設置する際には、ナックルに固定して設けられている。
【０００８】
また、パルサリングは、ナックルに固定した正逆検知センサに対面するように、軸受装置の外面に露出して設けられている。
【０００９】
このように、パルサリングや正逆検知センサが軸受装置の外部に露出して設けられており、密封性に乏しく耐ダスト性に劣るという問題があった。
【００１０】
さらに、正逆検知センサは軸受装置とは別体であり、かつ、パルサリングは軸受装置の外面に設けられており、専用スペースが大きく、より小さなスペースに設置できるように、コンパクト化が望まれていた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、軌道面を有する回転輪となる内輪部材と、この内輪部材と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、前記内輪部材の回転状態を検出する回転検出器とを備えた転がり軸受装置において、前記シール装置は、前記外輪部材に固定した外輪側シールリングと、前記内輪部材に固定した内輪側シールリングとからなり、前記回転検出器は、前記外輪側シールリングの環状芯金の外径側において樹脂製外装体にてモールドされて一体化された磁気センサと、前記内輪側シールリングの環状芯金の内面に固定された磁性体リングとからなり、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速度と回転方向を検出するものである。
【００１２】
前記磁気センサのハーネスは、当該磁気センサに接続された第１ハーネスと、車体の電子回路に接続された第２ハーネスとに分割されており、前記第１ハーネスと前記第２ハーネスは、前記外輪部材を固定するナックルに設けたコネクタを介して互いに接続されている。
【００１３】
回転検出器としては、例えば磁束の変化に応じて出力を変化させるアクティブ型検出器が用いられ、磁性体リングにはパルサリング、磁気センサには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た正逆検知センサが挙げられる。
【００１４】
本発明の転がり軸受装置によると、回転検出器にて車軸の回転速度と回転方向の検出が行える。
【００１５】
磁性体リングは、内輪側シールリングの環状芯金の内面に固定されており、かつ、磁気センサは、外輪側シールリングの環状芯金の外径側において、樹脂製外装体にてモールドされて一体化されており、磁性体リングならびに磁気センサの密封性が向上し、耐ダスト性に優れる。
【００１６】
内輪側シールリングの環状芯金の内面に磁性体リングが設けられており、外輪側シールリングの環状芯金の外径側において、樹脂製外装体にてモールドされて磁気センサが設けられており、磁性体リングならびに磁気センサがシール装置に一体化され、回転検出器のコンパクト化が図れる。
【００１７】
磁気センサのハーネスは、磁気センサに接続された第１ハーネスと、車体の電子回路に接続された第２ハーネスとに分割され、ナックルに設けたコネクタを介して互いに接続されている。このため、走行時の車体の揺れに対して、転がり軸受装置とナックルは共にダンパに接続されていることから、転がり軸受装置に固定された磁気センサとナックルに設けたコネクタには車体の振動が伝わらず、それらを結ぶ第１ハーネスは車体の揺れによって断線しない。しかし、車体に設けられた電子回路は、車体の揺れによって振動するため、ナックルに設けられたコネクタと車体に設けられた電子回路とを結ぶ第２ハーネスは、車体の揺れによって断線する恐れがある。このように、車体の揺れによって第２ハーネスが断線した場合に、第２ハーネスのみをコネクタから外して交換することで、安価かつ容易にメンテナンスが行える。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１ないし図７に基づいて説明する。
【００１９】
図１は本実施形態に係る車両用の転がり軸受装置の全体構成を示す断面図、図２は図１の要部拡大断面図、図３は図２のシール装置部分の拡大断面図、図４は図２のシール装置部分の拡大斜視図、図５は２個の磁気センサの検出信号の位相関係を示す図、図６は正逆検知センサの説明図、図７は正逆検知センサのハーネスの接続構造を示す駆動輪の断面図である。
【００２０】
本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、図１において左側が車両アウタ側、右側が車両インナ側となる。
【００２１】
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に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。
【００２２】
外輪部材２の外周面には、径方向外向きに突出して支持フランジ２１が形成され、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ている。
【００２３】
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。
【００２４】
外輪部材２と内輪部材３の間の環状軸受空間１１を、その軸心方向両側で密封して、環状軸受空間１１内の潤滑材が外部に漏れるのを防止するとともに、外部から泥水等が侵入するのを防止するためのシール装置７，８が設けられている。
【００２５】
ハブホイール３１の中心穴にスプラインを介して等速ジョイントの椀形外輪部材１２に一体的に形成された軸部１３が圧入され、軸部１３の車両アウタ側端部にナット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。
【００２６】
ハブホイール３１の外周面途中に、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タイヤホイールが取付けられ、タイヤホイールに車輪が取付けられる。
【００２７】
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７１に、ハブホイール３１に摺接するゴム製リップ７２を接着してなる。
【００２８】
車両インナ側のシール装置８は、外輪側シールリング８１と内輪側シールリング８２とを組み合わせて構成される。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、例えばステンレス鋼などの非磁性材で形成されている。
【００３２】
そして、外輪側シールリング８１には磁気センサとなる正逆検知センサ１５が、内輪側シールリング８２には磁性体リングとなるパルサリング１６がそれぞれ一体に組み込まれており、これら正逆検知センサ１５とパルサリング１６とで筒状部材３２の回転を検出するようになっている。
【００３３】
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センサである。２個の磁気センサの検出信号の位相関係は、図５に示すように、一方の磁気センサが図５（Ａ）の矩形波信号を出力すると、他方の磁気センサは９０度位相がずれた図５（Ｂ）の矩形波信号を出力するように配置する。両磁気センサの進遅により、右回りか左回りかの回転方向が判断できる。
【００３４】
正逆検知センサ１５には、図６に示すように、２個のホール素子２２を内蔵するホールＩＣを用いてもよい。すなわち、パルサリング１６の着磁ピッチλに対し、２個のホール素子２２を互いの出力位相が９０度となる間隔（λ／４）で配置することにより、回転方向の検出が行えるようにする。
【００３５】
正逆検知センサ１５は、外輪側シールリング８１の環状芯金８３における円筒部８３ａの外周面上に非接触で搭載されており、円筒部８３ａの外径に正逆検知センサ１５を覆う厚みの樹脂製外装体１７を一体成形（インサート成形）することにより設けている。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）などのエンジニアプラスチックとされる。
【００３６】
正逆検知センサ１５には、信号線１８，１９が接続されており、信号線１８，１９は束ねられて絶縁パイプからなるハーネス２０にて被覆されている。ハーネス２０は外径方向に延設され、ナックル９にはハーネス２０が通る切欠き９１が形成されている。
【００３７】
なお、樹脂製外装体１７には、ハーネス２０が埋め込まれるガイド用凸部１７ａ、ならびに外輪側シールリング８１を外輪部材２に取り付けた状態で、正逆検知センサ１５を軸方向に位置決めするためのフランジ１７ｂが一体に設けられている。
【００３８】
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極を配列する形態で着磁されている。このパルサリング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。
【００３９】
ところで、車両インナ側のシール装置８は、外輪側シールリング８１と内輪側シールリング８２とを組み合わせた状態で、正逆検知センサ１５を組み込んだ外輪側シールリング８１については、その樹脂製外装体１７を外輪部材２の内周面の肩部２ａに対して、また、パルサリング１６を組み込んだ内輪側シールリング８２については、その環状芯金８６を筒状部材３２の外周面の肩部３２ａに対してそれぞれ圧入嵌合させることにより、タイトフィット状態で取り付けている。
【００４０】
図７を用いて、正逆検知センサ１５のハーネス２０の接続について説明する。なお、図７は、ＦＦ車のフロントアクスルを示している。
【００４１】
正逆検知センサ１５のハーネス２０は、正逆検知センサ１５に接続された第１ハーネス２０ａと、車体の電子回路に接続された第２ハーネス２０ｂとに分割されている。第１ハーネス２０ａは切欠き９１を通過して、ナックル９のアーム部分の側面に導出される。
【００４２】
第１ハーネス２０ａと第２ハーネス２０ｂは、互いの先端に設けたコネクタ２３どうしを連結して接続される。なお、第１ハーネス２０ａの先端のコネクタ２３ａは、外輪部材２を固定するナックル９にコネクタブラケット２４にて固定されており、第２ハーネス２０ｂの先端のコネクタ２３ｂは第１ハーネス２０ａのコネクタ２３ａに着脱自在に接続される。
【００４３】
第２ハーネス２０ｂは、プロテクタ２５ならびにプロテクタブラケット２６を介して車体に固定され、電子回路に接続されている。
【００４４】
なお、２７はブレーキディスク、２８はブレーキパッド、２９はショックアブソーバである。
【００４５】
転がり軸受装置１は、外輪部材２を非回転で固定配置し、内輪部材３を回転させるときに、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、正逆検知センサ１５の２個の磁気センサ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に対してパルサリング１６の対向位置が順次変化するために、パルサリング１６から出る磁束の向きが交互に変わるので、正逆検知センサ１５から交流電圧が出力される。この交流電圧の波形周期は、パルサリング１６の回転位相、回転速度に応じて変化する。この交流電圧を波形処理することにより、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。
【００４６】
このように構成された転がり軸受装置１によると、正逆検知センサ１５にて車軸の回転速度と回転方向の検出が行える。
【００４７】
パルサリング１６は、内輪側シールリング８２の環状芯金８６の内面に固定されており、かつ、正逆検知センサ１５は、外輪側シールリング８１の環状芯金８３の外径側において、樹脂製外装体１７にてモールドされて一体化されており、パルサリング１６ならびに正逆検知センサ１５の密封性が向上し、耐ダスト性に優れる。
【００４８】
内輪側シールリング８２の環状芯金８６の内面にパルサリング１６が設けられており、外輪側シールリング８１の環状芯金８３の外径側において、樹脂製外装体１７にてモールドされて正逆検知センサ１５が設けられており、パルサリング１６ならびに正逆検知センサ１５がシール装置に一体化され、回転検出器のコンパクト化が図れ、駆動輪側のような小さなスペースにも容易に設置できる。
【００４９】
正逆検知センサ１５のハーネス２０は、正逆検知センサ１５に接続された第１ハーネス２０ａ、車体の電子回路に接続された第２ハーネス２０ｂとに分割され、ナックル９に設けたコネクタ２３を介して互いに接続されている。このため、走行時の車体の揺れに対して、転がり軸受装置１とナックル９は共にダンパに接続されていることから、転がり軸受装置１に固定された正逆検知センサ１５とナックル９に設けたコネクタ２３には車体の振動が伝わらず、それらを結ぶ第１ハーネス２０ａは車体の揺れによって断線しない。しかし、車体に設けられた電子回路は、車体の揺れによって振動するため、ナックル９に設けられたコネクタ２３と車体に設けられた電子回路とを結ぶ第２ハーネス２０ｂは、車体の揺れによって断線する恐れがある。このように、車体の揺れによって第２ハーネス２０ｂが断線した場合に、第２ハーネス２０ｂのコネクタ２３ｂを第１ハーネス２０ａのコネクタ２３ａから外して交換することで、軸受装置を含むハブユニット全体を交換する必要がなく、かつ、正逆検知センサ１５は交換せずに利用でき、安価かつ容易にメンテナンスが行える。
【００５０】
正逆検知センサ１５からハーネス２０に渡って樹脂製外装体１７にてモールドされており、正逆検知センサ１５と信号線１８，１９の接続部が補強され、断線を防止できる。
【００５１】
本発明の他の実施の形態を図８および図９に基づいて説明する。
【００５２】
図８は本実施形態に係る転がり軸受装置のシール装置部分の拡大断面図、図９は図８のIX矢視図である。
【００５３】
なお、転がり軸受装置の全体構成は図１と同様であり、同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００５４】
本実施形態の転がり軸受装置は、正逆検知センサ１５のハーネス２０が、周方向に延設されていることを特徴とするものである。すなわち、第１ハーネス２０ａがナックル９の内周面を通って導き出され、図７に示したように、第１ハーネス２０ａの先端のコネクタ２３ａが、コネクタブラケット２４にてナックル９に固定されている。
【００５５】
このように構成された転がり軸受装置においても、図１ないし図７に示した実施の形態と同様の効果が得られる。
【００５６】
さらに、ハーネス２０がナックル９を避けて周方向に延設しており、軸受装置をナックル９に固定する際に、ハーネス２０とナックル９が干渉せず、組立性が向上する。
【００５７】
なお、前記各実施の形態において、ハーネス２０は分割されておらず、正逆検知センサ１５と車体の電子回路を結ぶものとしてもよい。
【００５８】
また、本発明の構成を従動輪側に適用してもよい。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の転がり軸受装置によると、車軸の回転速度と回転方向の検出が行え、回転検出器のコンパクト化が図れると共に耐ダスト性に優れるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用の転がり軸受装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】図２のシール装置部分の拡大断面図である。
【図４】図２のシール装置部分の拡大斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る正逆検知センサの検出信号の位相関係を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る正逆検知センサの説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る正逆検知センサのハーネスの接続構造を示す駆動輪の断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る転がり軸受装置のシール装置部分の拡大断面図である。
【図９】図８のIX矢視図である。
【符号の説明】
１  転がり軸受装置
２  外輪部材
３  内輪部材
７，８  シール装置
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
２０  ハーネス
８１  外輪側シールリング
８２  内輪側シールリング
【図１】
2004205277.tif 000003
【図２】
2004205277.tif 000004
【図３】
2004205277.tif 000005
【図４】
2004205277.tif 000006
【図５】
2004205277.tif 000007
【図６】
2004205277.tif 000008
【図７】
2004205277.tif 000009
【図８】
2004205277.tif 000010
【図９】
2004205277.tif 000011