(57)【要約】      （修正有）【課題】出力が大きな回転センサ付軸受装置の提供。【解決手段】この回転センサ付軸受装置は、外方部材１、内方部材２と、両部材の間に介在する転動体３とを備える。外方部材１、内方部材２のいずれか一方の部材には、円周方向に磁極が並ぶリング状の多極磁石１５を設ける。他方の部材には、コイル１７を内蔵した磁性体リング１６を多極磁石１５と対向して設ける。これら多極磁石１５とコイル１７を内蔵した磁性体リング１６とにより、両者の相対回転によってコイル１７に誘起される発電電圧により回転を検出する回転センサ４を構成する。磁性体リング１６は、多極磁石１５と対向する面に、この面の両側の周縁からそれぞれ伸びる複数の櫛歯状の爪２０ａ，２０ｂを有する。一方の周縁から伸びる爪２０ａと他方の周縁から伸びる爪２０ｂとは円周方向に所定の間隔で交互に並んでおり、これら各爪２０ａ，２０ｂは、一方の周縁から他方の周縁近くまで伸びている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に軌道面を有する外方部材と、この軌道面に対向する軌道面を外周に有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複数の転動体とを備え、前記外方部材および内方部材のうちのいずれか一方の部材に、円周方向に磁極が並ぶリング状の多極磁石が設けられ、他方の部材に、コイルを内蔵した磁性体リングが前記多極磁石と対向して設けられ、これら多極磁石とコイルを内蔵した磁性体リングとにより、両者の相対回転によってコイルに誘起される発電電圧により回転を検出する回転センサを構成した回転センサ付軸受装置であって、
前記磁性体リングが、多極磁石と対向する面に、この面の両側の周縁からそれぞれ伸びる複数の櫛歯状の爪を有し、一方の周縁から伸びる爪と他方の周縁から伸びる爪とは円周方向に所定の間隔で交互に並んでおり、これら各爪は、前記一方の周縁から他方の周縁近くまで伸びていることを特徴とする回転センサ付軸受装置。
【請求項２】
請求項１において、前記磁性体リングが、複数のリング状部材を互いに嵌合させたものである回転センサ付軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記磁性体リングの内部から外側に金属製のコネクタピンが伸び、このコネクタピンの内端に前記コイルが接続されている回転センサ付軸受装置。
【請求項４】
請求項３において、前記コネクタピンをコイルボビンに一体成形により取付けた回転センサ付軸受装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記外方部材および内方部材が前記軌道面を複列に有し、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置である回転センサ付軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般の転がり軸受や、アンチロックブレーキ装置等を有する自動車の車輪用軸受装置等に適用される回転センサ付軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンチロックブレーキ装置（ＡＢＳ）は、低摩擦路やパニックブレーキ時のタイヤロックを検知し、ブレーキを緩めてタイヤグリップを確保することで、操舵安定性を得るものである。タイヤロックを検知するＡＢＳセンサは、車輪用軸受装置に設けられる。
このような車輪用軸受装置に設けられるパッシブ型ＡＢＳセンサとして、アニューラ型回転センサが提案されている（例えば特許文献１）。このアニューラ型回転センサは、多極磁石と、コイルを内蔵した断面コ字状の磁気ヨークとからなる。この磁気ヨークには、多極磁石の各磁極と対向する位置に複数の歯が、磁極と同じピッチで交互に形成されている。多極磁石の回転に伴って磁気ヨークを通る磁束が変化することで、コイルに電圧が誘起され、これにより回転センサが車輪の回転を検出する。
【０００３】
さらに、このアニューラ型回転センサの出力を大きくするために、一体の部材からなる磁気ヨークの多極磁石と対向する歯を折り曲げることで、歯の多極磁石への対向面積を大きくして磁気ヨークを通る磁束を増やし、コイルに発生する回転数信号を大きくするように構成したものも提案されている（例えば特許文献２）。
【特許文献１】特開平５−２６４５６２号公報
【特許文献２】特開平８−２７８３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献２による回転センサでは、磁気ヨークが一体の部材で構成されていることから、磁気ヨークの中にコイルを挿入した後に歯を折り曲げなければならない。そのため、歯の面積をあまり大きくすることができず、十分にコイルの発電電圧を高めることができなかった。
【０００５】
この発明の目的は、回転センサの出力を大きくできる回転センサ付軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の回転センサ付軸受装置は、内周に軌道面を有する外方部材と、この軌道面に対向する軌道面を外周に有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複数の転動体とを備え、前記外方部材および内方部材のうちのいずれか一方の部材に、円周方向に磁極が並ぶリング状の多極磁石が設けられ、他方の部材に、コイルを内蔵した磁性体リングが前記多極磁石と対向して設けられ、これら多極磁石とコイルを内蔵した磁性体リングとにより、両者の相対回転によってコイルに誘起される発電電圧により回転を検出する回転センサを構成した回転センサ付軸受装置であって、次の構成を備えることを特徴とする。
この回転センサ付軸受は、前記磁性体リングが、多極磁石と対向する面に、この面の両側の周縁からそれぞれ伸びる複数の櫛歯状の爪を有し、一方の周縁から伸びる爪と他方の周縁から伸びる爪とは円周方向に所定の間隔で交互に並んでおり、これら各爪は、前記一方の周縁から他方の周縁近くまで伸びている。
なお、前記の「この面の両側の周縁」とは、磁性体リングと多極磁石とが軸方向に対向するものにおいては、磁性体リングの軸方向に垂直なリング状の面となる多極磁石対向面における内周縁および外周縁のことである。また、磁性体リングと多極磁石とが半径方向に対向するものにおいては、磁性体リングの円筒状面となる多極磁石対向面における軸方向の両端の周縁のことである。
【０００７】
この構成によると、回転センサにおける磁性体リングの多極磁石と対面する側の櫛歯状の爪が、磁性体リングの一方の周縁から他方の周縁近くまで伸びているので、多極磁石の磁極と対向する面積を大きくすることができ、それだけ磁性体リングに導かれる磁束を多くすることができる。その結果、磁性体リングにおけるコイルの発電電圧を高めることができ、回転センサの出力を大きくすることができる。
【０００８】
この発明において、前記磁性体リングが、複数のリング状部材を互いに嵌合させたものであっても良い。複数のリング状部材を嵌合させたものであると、磁性体リングを組み立てる前に櫛歯状の歯を折り曲げ形成できるので、歯の面積をより一層大きくすることができ、この点からも十分にコイルの発電電圧を高めることができる。また、磁性体リングの組立性も向上する。
【０００９】
また、これらの発明において、前記磁性体リングの内部から外側に金属製のコネクタピンが伸び、このコネクタピンの内端に前記コイルが接続されているものであっても良い。このように構成した場合、磁性体リングおよびコネクタの組立性が向上し、コイルの断線故障を防止できる。
【００１０】
前記コネクタピンは、コイルボビンに一体成形により取付けても良い。この構成の場合は、磁性体リングおよびコネクタの組立性が向上し、コイルの断線故障を防止できる。
【００１１】
この発明の回転センサ付軸受は、前記外方部材および内方部材が前記軌道面を複列に有し、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受であっても良い。
車輪用軸受は路面に曝され、塩泥水や、塵埃、温度等の面で厳しい環境下にあり、さらに自動車の周囲から電気的ノイズを受け易い。そのため、この発明におけるセンサ出力が大きく得られるという利点が効果的に発揮され、車輪回転数の検出を安定して精度良く行える。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の回転センサ付軸受装置は、内周に軌道面を有する外方部材と、この軌道面に対向する軌道面を外周に有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複数の転動体とを備え、前記外方部材および内方部材のうちのいずれか一方の部材に、円周方向に磁極が並ぶリング状の多極磁石が設けられ、他方の部材に、コイルを内蔵した磁性体リングが前記多極磁石と対向して設けられ、これら多極磁石とコイルを内蔵した磁性体リングとにより、両者の相対回転によってコイルに誘起される発電電圧により回転を検出する回転センサが構成される回転センサ付軸受装置であって、前記磁性体リングが、多極磁石と対向する面に、この面の両側の周縁からそれぞれ伸びる複数の櫛歯状の爪を有し、一方の周縁から伸びる爪と他方の周縁から伸びる爪とは円周方向に所定の間隔で交互に並んでおり、これら各爪は、前記一方の周縁から他方の周縁近くまで伸びているものとしたため、回転センサの出力を大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の第１の実施形態を図１〜図３と共に説明する。この実施形態は車輪用軸受に適用した例であり、より詳しくは、従動輪支持用の内輪回転タイプであって、車輪用軸受装置に適用した例である。
この回転センサ付軸受装置は、内周に複列の軌道面６，７を有する外方部材１と、これら軌道面６，７にそれぞれ対向する軌道面８，９を有する内方部材２と、軌道面６，８間、および軌道面７，９間に介在した複数の転動体３とを備える。外方部材１は、一端に車体取付フランジ１ａを有し、この車体取付フランジ１ａを介して車体のナックル（図示せず）等に取付けられる。
【００１４】
内方部材２は、車輪取付フランジ２ａを有し、この車輪取付フランジ２ａに車輪（図示せず）がボルト１４で取付けられる。この軸受装置は、複列のアンギュラ玉軸受とされ、背面合わせとなるように各軌道面６〜９に転動体３は接触角が形成されている。転動体３は各列毎に保持器１０で保持されている。前記のアウトボード側の転動体３の外側において、外方部材１と内方部材２との間の環状空間がシール部材１１によりシールされている。
なお、この明細書において、アウトボード側とは、車輪用軸受を車両に組み付けた状態で車両の幅方向の外側寄りとなる側を言い、内側寄りとなる側をインボード側と言う。
内方部材２は、車輪取付フランジ２ａを一体に有するハブ輪２Ａのインボード側端の外周に内輪２Ｂを嵌合させ、加締またはナット等により一体に組合わせたものである。これらハブ輪２Ａおよび内輪２Ｂのそれぞれに、上記複列の軌道面８，９が形成されている。ハブ輪２Ａは従動輪用であるため内径孔を有しない形状とされている。
【００１５】
外方部材１には、この軸受装置のインボード側の端部全体を覆うキャップ１２が取付けられ、このキャップ１２の内側に、外方部材１と内方部材２の相対回転によって発電する回転センサ４が配置されている。このキャップ１２により、外部から軸受装置内への泥水や塵埃の侵入が防止される。キャップ１２の材料としては、防錆処理を施した金属、ステンレス鋼などの錆びない金属、あるいは樹脂を用いるのが好ましい。なお、この軸受装置は従動輪支持用であり、等速ジョイントなどに連結されないので、前記キャップ１２が他の部材と干渉することはない。
【００１６】
キャップ１２は、外径側に突出する鍔部１２ａを有する円筒状のものであり、一端部はコネクタ嵌合部１２ｂを除いて閉鎖された端面部１２ｃとされている。このキャップ１２は、鍔部１２ａを治具で軸方向に押すことにより、開放側の端部を外方部材１の内径面に嵌合させると共に、鍔部１２ａを外方部材１の端面に押し付けて外方部材１に取付けられる。キャップ鍔部１２ａの側面は、外方部材１の端面に密着させるために平坦面とされている。
【００１７】
回転センサ４は、図２のように円周方向に多数の磁極Ｎ，Ｓが並ぶリング状の多極磁石１５と、図３のようにコイル１７を内蔵した磁性体リング１６とで構成される。図１のように、磁性体リング１６は、多極磁石１５に対して軸方向に向けて対面するアキシアル型とされている。
多極磁石１５は例えばゴム磁石からなり、磁性体からなる断面Ｌ字状の環体である芯金１８のフランジ部１８ａの側面に磁粉が混練され加硫接着される。その芯金１８の円筒部１８ｂを前記ハブ内輪２Ｂのインボード側端部の外径面に嵌合させることにより、多極磁石１５が内方部材２に取付けられ、内方部材２と共に回転する。多極磁石１５は、プラスチック磁石や焼結磁石からなるものでも、あるいはフェライトやＮｄ系，ＳｍＦｅ系の希土類磁石であっても良い。
【００１８】
磁性体リング１６は、キャップ１２の内径面に嵌合させることで、キャップ１２を介して外方部材１に取付けられ、車輪回転時に回転しない。これにより、軸受装置に対する磁性体リング１６の同軸性の向上が得られる。なお、磁性体リング１６は、キャップ１２に嵌合させずに、後述するコネクタ２１と共にキャップ１２に一体成形することで取付けても良い。さらには、磁性体リング１６とコネクタ２１を一体成形したものを、キャップ１２に接着することで取付けても良い。
【００１９】
キャップ１２内のコネクタ嵌合部１２ｂには、磁性体リング１６からの回転検出信号を外部に取り出すコネクタ２１が嵌着されている。このコネクタ２１を介して磁性体リング１６が、自動車の電気制御ユニット（ＥＣＵ）と接続される。コネクタ嵌合部１２ｂにおけるコネクタ２１の出口近傍には弾性体リング２３が介在しており、これによりコネクタ嵌合部１２ｂの防水が図られている。
【００２０】
磁性体リング１６はクローポール型のものであって、図３（Ｂ）に半部を破断した側面図で示す。同図に示すように、磁性体リング１６は、断面Ｌ字状の２つのリング状部材１９ａ，１９ｂと、軸方向に向けて開口する溝形の断面形状とされた１つのリング状部材１９ｃとを互いに嵌合させることで、断面が略方形のリング体とされている。すなわち、リング状部材１９ａの外径部１９ａａをリング状部材１９ｃの外径部１９ｃａで互いに隙間ができないように嵌合させると共に、リング状部材１９ｂの内径部１９ｂａをリング状部材１９ｃの内径部１９ｃｂで互いに隙間ができないように嵌合させることで、断面が略方形のリング体とされている。
このようにリング状部材１９ａ〜１９ｃの嵌合部に隙間ができないようにすることで、磁性体リング１６の内部の磁気回路における前記嵌合部での磁気抵抗が小さく抑えられる。これら３つのリング状部材１９ａ〜１９ｃは、嵌合によらず、接着により組み立てても良く、また樹脂などで固めることにより組み立てても良い。
【００２１】
２つのリング状部材１９ａ，１９ｂの前記多極磁石１５と対面する側面部分には、互いに径方向に対向して伸びる櫛歯状の爪２０ａ，２０ｂが形成される。この２組の各爪２０ａ，２０ｂは、円周方向に隙間を介して所定の間隔で交互に配列され、その配列間隔は対面する多極磁石１５の磁極Ｎ，Ｓと同じ配列間隔とされている。すなわち、磁性体リング１６の外周側に配置されるリング状部材１９ａの爪２０ａは、磁性体リング１６の多極磁石対面側における外周縁から内径側に向けて内周縁近くまで伸びており、磁性体リング１６の内周側に配置されるリング状部材１９ｂの爪２０ｂは、内周縁から外径側に向けて外周縁近くまで伸びている。
【００２２】
磁性体リング１６には、その内部から外側に向けてコネクタ２１の金属製コネクタピン２２が伸びており、このコネクタピン２２の内端に磁性体リング１６内のコイル１７が接続されている。コネクタピン２２は磁性体リング１６の外部で折り曲げられている。図３（Ｂ）に示すように、磁性体リング１６内のコイル１７はコイルボビン２４に巻かれており、このコイルボビン２４にコネクタピン２２が一体成形により取付けられている。コイル１７とコネクタピン２２の接続は、半田付けでも良く、別のコネクタを介しての接続でも良い。
【００２３】
上記構成の作用を説明する。回転センサ４の多極磁石１５が取付けられた内方部材２が車輪と一体に回転すると、多極磁石１５と磁性体リング１６の相対回転により、磁性体リング１６のコイル１７に車輪回転数に比例した周波数の電圧が誘導され、これが回転信号として磁性体リング１６から出力される。その出力はコネクタ２１を介して外部に取り出される。
【００２４】
この回転センサ付軸受装置では、回転センサ４における磁性体リング１６の多極磁石１５と対面する側の櫛歯状の爪２０ａ，２０ｂが、磁性体リング１６の一方の周縁から他方の周縁近くまで伸びているので、多極磁石１５の磁極Ｎ，Ｓと対向する面積を大きくすることができ、それだけ磁性体リング１６に導かれる磁束を多くすることができる。その結果、磁性体リング１６におけるコイル１７の発電電圧を高めることができ、回転センサ４の出力を大きくできる。
【００２５】
磁性体リング１６を、複数のリング状部材１９ａ〜１９ｃを嵌合させた組み立て型のものとしているので、磁性体リング１６を組み立てる前に櫛歯状の歯２０ａ，２０ｂを折り曲げ形成でき、歯２０ａ，２０ｂの面積を大きくすることができる。この点からもコイル１７の発電電圧を高めることができる。また、磁性体リング１６の組立性も向上する。
【００２６】
また、磁性体リング１６の内部から外側に金属製のコネクタピン２２が伸び、このコネクタピン２２の内端にコイル１７が接続されているので、磁性体リング１６およびコネクタ２１の組立性が向上し、コイル１７の断線故障を防止できる。
【００２７】
コネクタピン２２は、磁性体リング１６内のコイルボビン２４に一体成形により取付けているので、この点からも磁性体リング１６およびコネクタ２１の組立性が向上し、コイル１７の断線故障を防止できる。
【００２８】
また、この実施形態の回転センサ付軸受装置は、車輪用軸受装置に適用したので、そのセンサ出力が大きく得られるという利点が効果的に発揮され、車輪回転数の検出を安定して精度良く行える。
【００２９】
図４は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態では、図１〜図３に示す第１の実施形態において、コネクタピン２２を、磁性体リング１６内に伸びたコネクタピン部分２２Ａと、コネクタ２１に一体成形されたコネクタピン部分２２Ｂとに分離して、磁性体リング１６およびコネクタ２１の組付時に、これら両コネクタピン部分２２Ａ，２２Ｂを接続するようにしている。その接続は、ピポット溶接などの溶接によるものであっても、あるいは熱圧着のような接続手法であっても良い。さらには、導電性を有する接着剤で接着しても良い。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。
【００３０】
第１の実施形態では、磁性体リング１６を組み立てた後に、コネクタピン２２を曲げ加工する必要があるが、この実施形態のようにコネクタピン２２を２つの部分２２Ａ，２２Ｂに分離し、これら両部分を後に接合するようにすると、上記曲げ加工を行う必要がなく、曲げ加工時のコイルボビン２４の破損やコイル１７の断線を防ぐことができ、磁性体リング１６の信頼性を高めることができる。
【００３１】
図５は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態では、図４に示す実施形態において、コネクタ２１に一体成形されたコネクタピン部分２２Ｂの、磁性体リング１６側のコネクタピン部分２２Ａと対向する端部に雌コネクタ部２５を設けて、この雌コネクタ部２５に磁性体リング１６側のコネクタピン部分２２Ａを差し込むことで、両コネクタピン部分２２Ａ，２２Ｂを接続するようにしている。前記雌コネクタ部２５は、先端に接点部２６ａを有する一対の弾性片２６からなり、これら一対の弾性片２６で磁性体リング１６側のコネクタピン部分２２Ａを弾性的に挟み付けることにより、両コネクタピン部分２２Ａ，２２Ｂが電気的に安定して接続される。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。
【００３２】
図６〜図８は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、第１の実施形態において、回転センサ４を、多極磁石１５と磁性体リング１６とが径方向に対面するラジアル型としたものである。
磁性体リング１６は、図８（Ａ）に断面図で示すように、軸方向に向けて開口する溝形の断面形状とされた２つのリング状部材２９ａ，２９ｂからなる。これらリング状部材２９ａ，２９ｂは、その開口が互いに対向するように向かい合わせて、外径部２９ａａ，２９ｂａで互いに隙間ができないように嵌合させる。これにより、磁性体リング１６が断面が略方形のリング体とされている。
【００３３】
各リング状部材２９ａ，２９ｂの前記多極磁石１５と対面する内周側部分には、互いに軸方向に対向して伸びる櫛歯状の爪２０ａ，２０ｂが形成されている。この２組の各爪２０ａ，２０ｂは、円周方向に隙間を介して所定の間隔で交互に配列され、その配列間隔は対面する多極磁石１５の磁極Ｎ，Ｓと同じ配列間隔とされている。すなわち、一方の爪２０ａは、磁性体リング１６の内周側部分の一端から他端側に向けて他端近くまで伸びており、他方の爪２０ｂは、他端から一端側に向けて一端近くまで伸びている。このように各爪２０ａ，２０ｂが、一方の端部から他方の端部近くまで伸びているので、多極磁石１５の磁極Ｎ，Ｓと対向する面積を大きくすることができ、それだけ磁性体リング１６に導かれる磁束を多くすることができる。
【００３４】
多極磁石１５は例えばゴム磁石からなり、ハブ内輪２Ｂの外径面に嵌合して固定される環状の芯金１８の外周に磁粉が混練され加硫接着される。芯金１８は大径部１８ｃと小径部１８ｄとからなる段付き円筒部材とされ、その小径部１８ｄの外周に多極磁石１５が加硫接着され、その大径部１８ｃによってハブ内輪２Ｂの外径面に締まり嵌め状態に嵌合して固定される。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。
【００３５】
なお、上記各実施形態では、外方部材１が固定側で、内方部材２が回転側である軸受装置に適用した場合につき説明したが、これとは逆に外方部材１が回転側で、内方部材２が固定側である軸受装置に適用することもできる。その場合は、回転センサ４の多極磁石１５を外方部材１に、磁性体リング１６を内方部材２にそれぞれ設置するのが、回転信号の取出し等の観点から好ましい。
また、この発明の回転センサ付軸受は、車輪用軸受装置に限らず、転がり軸受一般において、センサ付きとする場合に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る回転センサ付軸受装置の断面図である。
【図２】その回転センサにおける多極磁石の正面図である。
【図３】（Ａ）はその回転センサにおける磁性体リングの正面図、（Ｂ）は同磁性体リングの半部破断側面図である。
【図４】この発明の他の実施形態に係る回転センサ付軸受装置の要部断面図である。
【図５】この発明のさらに他の実施形態に係る回転センサ付軸受装置の要部断面図である。
【図６】この発明のさらに他の実施形態に係る回転センサ付軸受装置の要部断面図である。
【図７】その回転センサにおける多極磁石の正面図である。
【図８】（Ａ）はその回転センサにおける磁性体リングの半部破断側面図、（Ｂ）は同磁性体リングの正面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…外方部材
２…内方部材
３…転動体
４…回転センサ
６〜９…軌道面
１５…多極磁石
１６…磁性体リング
１７…コイル
１９ａ〜１９ｃ…リング状部材
２０ａ，２０ｂ…櫛歯状の爪
２２…コネクタピン
２４…コイルボビン
２９ａ，２９ｂ…リング状部材
【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】
2005233624.tif 000007
【図６】
2005233624.tif 000008
【図７】
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【図８】
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