(57)【要約】【課題】  特別なシール対策を施さなくても外輪のカバー部材にレゾルバのコネクタを設けられるようにして、耐久性に優れたセンサ付き転がり軸受装置を安価に製造する。【解決手段】  本発明に係るセンサ付き転がり軸受装置１は、軸方向一端側に開口部５Ａを有する固定側の外輪５と、この外輪５の内部に転動体８，９を介して回転自在に挿通されかつ車輪等の回転部材の取付部分２２を軸方向他端側に有する回転側の内輪７と、外輪５の内部に収納されたステータ１５とこれに対向するように内輪７に設けられたロータ１６とからなるレゾルバ３と、外輪５の開口部５Ａを閉塞するカバー部材１４とを備えている。このカバー部材１４は、外輪５の開口部５Ａに気密に嵌合された嵌合口部３１を有するカバー本体３２と、ターミナル３４がインサート成型されたコネクタ部３５とを一体に有する樹脂成型品により構成され、このカバー部材１４のターミナル３４にステータ１５のリード線３３が接続されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向一端側に開口部を有する固定側の外輪と、この外輪の内部に転動体を介して回転自在に挿通されかつ車輪等の回転部材の取付部分を軸方向他端側に有する回転側の内輪と、前記外輪の内部に収納されたステータとこれに対向するように前記内輪に設けられたロータとからなるレゾルバと、前記外輪の開口部を閉塞するカバー部材とを備えているセンサ付き転がり軸受装置であって、
前記カバー部材は、前記外輪の開口部に気密に嵌合された嵌合口部を有するカバー本体と、ターミナルがインサート成型されたコネクタ部とを一体に有する樹脂成型品により構成され、このカバー部材のターミナルに前記ステータのリード線が接続され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】
嵌合口部はカバー本体の樹脂部分に対してインサート成型によって取り付けられた金属製の取付リングよりなり、この取付リングを外輪の開口部の内周面に圧入することによってカバー部材が前記外輪に固定されている請求項１に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
【請求項３】
レゾルバのステータが、カバー部材の取付リングの内周面に圧入することにより、その取付リングを介して外輪の内部に固定されている請求項２に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
【請求項４】
レゾルバのステータが、外輪の開口部の内周側に形成した受け止め段部と、その開口部の内周面に圧入されたカバー部材の取付リングとの間で軸方向両側から挟まれた状態で、当該開口部の内周面に圧入されている請求項２に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
【請求項５】
外輪の開口部に気密に嵌合可能な嵌合口部を有するカバー本体と、前記外輪の内部に収納されたステータのリード線を接続可能なターミナルがインサート成型されたコネクタ部とを一体に有する樹脂成型品により構成されていることを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置に使用するカバー部材。
【請求項６】
嵌合口部は、外輪の開口部の内周面に圧入可能な外周面を有しかつカバー本体の樹脂部分に対してインサート成型によって取り付けられた金属製の取付リングよりなる請求項５に記載のセンサ付き転がり軸受装置に使用するカバー部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転検出手段を備えたセンサ付き転がり軸受装置とそのカバー部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）を搭載する自動車用として、従動輪を回転自在に支持する転がり軸受装置（ハブユニット）に予め回転センサを取り付けることによって構成されたセンサ付き転がり軸受装置が知られている。
かかるセンサ付き転がり軸受装置として、軸方向一端側に開口部を有する固定側の外輪と、この外輪の内部に転動体を介して回転自在に挿通されかつ従動輪の取付部分を他端側に有する回転側の内輪と、内輪の一端部に取り付けられた永久磁石と外輪の内部に収納された磁気センサとからなる回転検出手段と、外輪の開口部を閉塞するカバー部材とから構成さものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１７４０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、上記自動車用の転がり軸受装置に使用する回転検出手段として、分解能に優れたレゾルバが注目されている。このレゾルバは、ステータとロータとからなるモータと近似した構造である。ステータは、内径側に多数の極歯が一体に突設されたリング状の鉄心と、各極歯に巻き付けられたコイルとから構成されている。従って、かかる構造のレゾルバを転がり軸受装置に設ける場合には、レゾルバのステータを固定側の外輪の内部に収納し、このステータと対向するようにロータを回転側の内輪に設ける必要がある。
【０００４】
図６は、回転検出手段として上記レゾルバを採用した転がり軸受装置の比較例を示している。このレゾルバ付き転がり軸受装置は、軸方向一端側に開口部５１Ａを有する固定側の外輪５１と、この外輪５１の内部に転動体５２を介して回転自在に挿通されかつ車輪等の回転部材の取付部分を軸方向他端側に有する回転側の内輪５３と、外輪５１の内部に収納されたステータ５４とこれに対向するように内輪５３に設けられたロータ５５とからなるレゾルバ５６と、外輪５１の開口部５１Ａを閉塞するカバー部材５７とを備えている。
【０００５】
外輪５１の開口部５１Ａを閉塞するカバー部材５７は、その開口部５１Ａの内周面に対して気密に圧入された金属製の蓋部材よりなる。このカバー部材５７の端面壁に形成した取付孔には樹脂製のコネクタ５８が貫通状に嵌め込まれ、このコネクタ５８に、ステータ５４から導出された複数本のリード線５９が接続されている。
このように、上記比較例に係る転がり軸受装置では、金属製のカバー部材５７の端面壁に形成した取付孔に樹脂製のコネクタ５８を嵌め込んでいるので、その嵌め込み部分から雨水や塵埃等の異物が外輪の内部に浸入し、ステータの鉄心部分の錆の進行を早めたり、転動体５２の軌道を早期に損傷させる恐れがある。
【０００６】
一方、かかる不都合を回避するには、コネクタ５８の取付部分にＯリング等のシール部材を介装したり、カバー部材５７の裏面側を樹脂モールド６０（図６の一点鎖線参照）で被覆することが考えられるが、これでは部品点数及び組立手間が大きくなって製造コストが高騰する原因になる。また、カバー部材５７の裏面側を樹脂モールド６０でシールする場合には、リード線５９の中途部分とともにステータ５４のコイル部分も樹脂モールド６０で被覆されることになるが、この場合には、樹脂成形時の熱によってコイル巻き線の被覆が損傷し、出力信号に悪影響が生じ得るという不都合もある。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑み、特別なシール対策を施さなくても外輪のカバー部材にレゾルバのコネクタを設けられるようにして、耐久性に優れたセンサ付き転がり軸受装置を安価に製造することを第一の目的とする。
【０００８】
一方、前記比較例に係る転がり軸受装置において、当該装置をよりいっそう軽量化するためには、カバー部材５７を金属製品ではなく樹脂成型品で構成することが好ましい。ところが、外輪５１が高炭素鋼等よりなる金属製品であることから、樹脂成型品のカバー部材５７の場合には開口部５１Ａへの圧入時に嵌合口部が割れてしまう恐れがある。また、樹脂成型品は金属製品ほど精密な公差で作製できず、しかも、熱による変形量の差が金属製の外輪５１との間で大きくなることから、カバー部材５７を樹脂成型品で構成すると、カバー部材５７を外輪５１の開口部５１Ａに適切に圧着できなくなり、外輪５１に対するシール性能が悪化する恐れがある。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑み、外輪に対するシール性能を悪化させずにカバー部材の大部分を樹脂成型品とすることにより、耐久性に優れかつより軽量化されたセンサ付き転がり軸受装置を得ることを第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記第一の目的を達成すべく、本発明は次の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明は、軸方向一端側に開口部を有する固定側の外輪と、この外輪の内部に転動体を介して回転自在に挿通されかつ車輪等の回転部材の取付部分を軸方向他端側に有する回転側の内輪と、前記外輪の内部に収納されたステータとこれに対向するように前記内輪に設けられたロータとからなるレゾルバと、前記外輪の開口部を閉塞するカバー部材とを備えているセンサ付き転がり軸受装置であって、前記カバー部材は、前記外輪の開口部に気密に嵌合された嵌合口部を有するカバー本体と、ターミナルがインサート成型されたコネクタ部とを一体に有する樹脂成型品により構成され、このカバー部材のターミナルに前記ステータのリード線が接続されていることを特徴とするものである。
【００１１】
上記構成に係るセンサ付き転がり軸受装置によれば、外輪の開口部を閉塞するカバー部材が、外輪の開口部に気密に嵌合された嵌合口部を有するカバー本体と、ターミナルがインサート成型されたコネクタ部とを一体に有する樹脂成型品よりなるので、例えばＯリングの介在や樹脂モールド等の特別なシール対策を施さなくても、当該カバー部材に対してレゾルバのコネクタを設けることができる。
【００１２】
また、前記第二の目的を達成すべく、本発明は次の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明は、上記構成に係るレゾルバ付き転がり軸受装置において、カバー部材が、その大半を構成する樹脂製のカバー本体（コネクタ部が別体に取り付けられているものを含む。）と、このカバー本体の樹脂部分に対してインサート成型によって取り付けられた金属製の取付リングよりなる嵌合口部とを備えており、その取付リングを外輪の開口部の内周面に圧入することによってカバー部材が外輪に固定されていることを特徴とする。
【００１３】
上記構成に係るセンサ付き転がり軸受装置によれば、カバー本体の樹脂部分に対して金属製の取付リングがインサート成型によって取り付けられ、この取付リングを外輪の開口部の内周面に圧入することでカバー部材を外輪に固定するようにしたので、カバー部材の嵌合口部が開口部への圧入時に割れてしまうことがない。また、金属製品である取付リングは、外輪と同程度の精密な公差で作製できるし、熱による変形量も外輪とさほど大きく相違することはないので、外輪の開口部に適切に圧着させることができる。従って、かかるカバー部材を採用した軸受装置によれば、外輪に対するシール性能を悪化させることなく、カバー部材の大部分を樹脂成型品とすることができる。
【００１４】
上記した金属製の取付リングがインサート成型されたカバー部材を採用する場合においては、レゾルバのステータを、カバー部材の取付リングの内周面に圧入することによってその取付リングを介して外輪の内部に固定することができる。この場合、レゾルバのステータをまずカバー部材の取付リングに取り付けてから、その取付リングを外輪の開口部に圧入してカバー部材を外輪に取り付けるという組み立て手順が可能となる。そして、かかる組み立て手順を採用する場合には、ステータの配線処理をカバー部材側において外輪とは独立して行うことができるので、レゾルバの取り付け及び配線作業がより簡便になる。
【００１５】
一方、レゾルバのステータは、外輪の開口部の内周面に直接圧入して固定することもできるが、この場合に、レゾルバに発生する径内方向への締め付け力が過大であると、ステータの一部に内部応力が発生し、透磁率が部分的に変化して回転検出精度に悪影響を及ぼす可能性がある。そこで、レゾルバのステータを外輪に直接固定する場合には、当該ステータを、外輪の開口部の内周側に形成した受け止め段部と、その開口部の内周面に圧入されたカバー部材の取付リングとの間で軸方向両側から挟まれた状態で、当該開口部の内周面に圧入することが好ましい。
【００１６】
この場合、レゾルバのステータが受け止め段部と取付リングとの間で軸方向両側から挟まれた状態で外輪に対して回り止めされることになるので、ステータに対する径内方向への締め付け力をそれほど大きくしなくても、外輪に対する位置ずれが防止される。このため、ステータの一部に内部応力が発生することに伴う回転検出精度の悪化を未然に防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上の通り、本発明によれば、特別なシール対策を施さなくても外輪のカバー部材にレゾルバのコネクタを設けることができるので、耐久性に優れたセンサ付き転がり軸受装置を安価に製造することができる。
また、本発明によれば、外輪に対するシール性能を悪化させずにカバー部材の大部分を樹脂成型品とすることができるので、耐久性に優れかつより軽量化されたセンサ付き転がり軸受装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図４は、本発明の第一実施形態に係るセンサ付き転がり軸受装置１を示し、図１における左側（軸方向一端側）は車両のインナ側であり、図１における右側（軸方向他端側）は図示しない車輪が配置される車両のアウタ側である。本実施形態の軸受装置１は、車両の従動輪（図示せず）を回転自在に支持するためのハブユニット２と、このハブユニット２の回転検出手段として機能するセンサ装置３とを備えている。
【００１９】
図１に示すように、ハブユニット２は、複列アンギュラ玉軸受タイプのものであり、固定側となる外輪５と、回転側となる内軸（ハブ）６を有する内輪７と、複数の玉からなる転動体８，９と、これらの転動体８，９をそれぞれ保持する保持器１０，１１と、外輪５と内軸６との隙間に介在されたゴム製のシール１２と、内軸６に螺着されたナット１３と、外輪５の開口部５Ａに取り付けられたカバー部材１４とを備えている。
外輪５は、車体側に固定される固定輪であり、その内周側には複列の外側軌道１７，１８が形成されている。他方、内軸２とこれに外嵌された内輪３は回転輪であり、この回転輪の各外側軌道１７，１８に対応する箇所に内側軌道１９，２０が形成されている。
【００２０】
内軸２は、車両アウター側（図１の右側）にインロー部２１とフランジ部２２とを備えている。このフランジ部２２は、従動輪やブレーキ用ディスクロータ等の回転部材（図示せず）を取り付つけるための取付部分となるもので、その回転部材を固定するための４本の固定ボルト２３を外周部分に備えている。内軸６の車両インナー側（図１の左側）の端面にはねじ軸２４が突設され、同内軸６の車両インナー側の端部には小径部６Ａ（図２参照）が形成されている。内輪７はその小径部６Ａの外周面に外嵌され、ねじ軸２４に螺合されたナット２５を締め付けることで内軸２に固定されている。
【００２１】
本実施形態のセンサ装置３はレゾルバよりなる。このレゾルバ３は、ブラシレスタイプの一種であるバリアブルリアクタンス型（磁気抵抗変化型）であり、磁気抵抗の変化によって回転の検出を行うものである。このため、当該レゾルバ３は、外輪５の内部に収納されたステータ１５と、これに対向するように内輪７に設けられたロータ１６とから構成されている。なお、本実施形態では、内輪７の端部そのものがステータ１５に対向するロータ１６になっている。
【００２２】
図３及び図４に示すように、レゾルバ３のステータ１５は、内径側に多数の極歯２７が一体に突設されたリング状の鉄心２８と、各極歯２７に巻き付けられたコイル２９とから構成され、このコイル２９は励磁用の巻き線部２９Ａと検出用の巻き線部２９Ｂとからなる。かかるステータ１５を有するレゾルバ３において、各コイル２９に磁気抵抗の変化を生じさせる構成としては、例えば、外周の輪郭が円形とされたロータ１６の中心を内輪７の回転中心から偏心させるか（図３参照）、或いは、外周の輪郭を非円形（楕円等）としたロータ１６を採用することができる。これにより、ステータ１５の励磁電圧に対する出力電圧の位相差が内輪７の回転に対応したものとなって回転検出が可能となる。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態のカバー部材１４は、外輪５の開口部５Ａに気密に嵌合可能な嵌合口部３１を有するカバー本体３２と、外輪５の内部に収納されたステータ１５のリード線３３を接続可能なターミナル３４がインサート成型されたコネクタ部３５とを一体に有する樹脂成型品により構成されている。このうち、カバー本体３２は、外輪５の開口部５Ａよりも一回り小さい外径を有する短円筒状の周壁部３６と、この周壁部３６の一端側を閉塞する円盤状の終端壁部３７とを備えている。なお、このカバー部材１４を構成する樹脂材料としては、耐水性、耐油性及び耐候性に優れたエンプラを採用することが好ましい。
【００２４】
他方、コネクタ部３５は、終端壁部３７の表面から一体に突設されたほぼ横長楕円状の筒部材を備え、この筒部材の内部に、合計６本の前記ターミナル３４が横一列に並んだ状態で収納されている（図４参照）。各ターミナル３４は、その先端部がコネクタ部３５の筒内部に露出し、かつ、基端部が終端壁部３７の内部に位置するようにカバー本体３２に埋設されている。このターミナル３４の基端部に対してリード線３３の端部に連結された棒状のコンタクト３８を差し込むことにより、当該リード線３３がターミナル３４に結線されている。
【００２５】
図２に示すように、カバー部材１４の嵌合口部３１は、周壁部３６の開口縁部に固定された金属製の取付リング３１Ａよりなり、この取付リング３１Ａはカバー本体３２の樹脂部分である当該周壁部３６の開口縁部にインサート成型によって取り付けられている。取付リング３１Ａの外周面は、外輪５の開口部５Ａの内周面に対して雨水の浸入を規制できる程度に圧入可能な外径寸法に設定されている。また、取付リング３１Ａの内周面は、ステータ１５を構成する前記リング状の鉄心２８を微力で圧入可能な内径寸法に設定されている。
【００２６】
外輪５の開口部５Ａには、その内周側を拡径状に切削してなる環状の取付凹部３９が形成され、この取付凹部３９の奥側の側面によって受け止め段部４０が形成されている。そして、カバー本体１４の取付リング３１Ａは、その端面が受け止め段部４０に当接する嵌め込み深さに到達するまで、取付凹部３９の内周面に対して強制的に圧入されている。また、レゾルバ３のステータ１５は、カバー部材１４の取付リング３１Ａの内周面に圧入することにより、当該取付リング３１Ａを介して外輪５の内部に固定されている。
【００２７】
次に、上記構成に係るカバー部材１４及びレゾルバ３を外輪５に取り付ける場合の取付手順について説明する。
まず、ステータ１５から導出されている６本のリード線３３のコンタクト３８をコネクタ部３５の各ターミナル３４に差し込み、ステータ１５のリング状の鉄心２８を取付リング３１Ａの内周側に圧入して、ステータ１５をカバー部材１４に一体化する。もっとも、ステータ１５の圧入とリード線３３の接続はいずれを先に行ってもよい。
【００２８】
その後、カバー部材１４の装着後にリード線３３の中途部分がロータ１６と接触しないように、その中途部分を接着剤等によってカバー本体３２の内面に沿わせて固定する。なお、図示していないが、カバー本体３２の内面に形成した溝部やフック部でリード線３３の中途部分を保持させることにしてもよい。
そして、外輪５の開口部５Ａに形成されている取付凹部３９に対して、カバー部材１４の取付リング３１Ａをその端面が受け止め段部４０に当接するまで圧入することにより、カバー部材１４の外輪５への取付作業が完了する。
【００２９】
上記構成に係る本実施形態のセンサ付き転がり軸受装置１によれば、外輪５の開口部５Ａに気密に嵌合された嵌合口部３１を有するカバー本体３２と、ターミナル３４がインサート成型されたコネクタ部３５とを一体に有する樹脂成型品よりなるカバー部材１４を採用しているので、例えばＯリングの介在や樹脂モールド等の特別なシール対策を施さなくても、当該カバー部材１４に対してレゾルバ３のコネクタを設けることができる。このため、雨水等が内部に浸入することのない耐久性に優れたレゾルバ付き転がり軸受装置１を安価に製造することができる。
【００３０】
また、本実施形態の転がり軸受装置１によれば、カバー本体３２の周壁部３６の開口縁部に金属製の取付リング３１Ａが取り付けられ、この取付リング３１Ａを外輪５の開口部５Ａの内周面に圧入してカバー部材１４を取り付けるようにしたので、カバー部材１４の嵌合口部３１が開口部５Ａへの圧入時に割れることがないし、かかる金属製の取付リング３１Ａは、樹脂に比べて精密に作製できしかも熱膨張も外輪５と大きく相違することがないので、外輪５の開口部５Ａに対して適切に圧着させることができ、外輪５に対するシール性能が有効に確保される。
【００３１】
更に、本実施形態の転がり軸受装置１では、レゾルバ３のステータ１５を、カバー部材１４の取付リング３１Ａの内周面に圧入して同取付リング３１Ａを介して外輪５の内部に固定するようにしたので、レゾルバ３の組み立てに際して、カバー部材１４側でステータ１５の取り付けとその配線処理を済ませてから、そのステータ１５付きのカバー部材１４を外輪５の開口部５Ａに圧入すれば足りるようになる。このため、ステータ１５とカバー部材１４とを別個に外輪５に取り付ける場合に比べて、レゾルバ３の組み立て作業を非常に効率よく行うことができる。
【００３２】
図５は、本発明の第二実施形態に係るセンサ付き転がり軸受装置１を示している。
本実施形態の転がり軸受装置１が第一実施形態のそれと異なる点は、レゾルバ３のステータ１５を外輪５の開口部５Ａに直接嵌め込むようにした点にあり、その他の構成は第一実施形態の場合と同様である。従って、第一実施形態の場合と構造ないし機能が共通する部材については、図面に同一符号を付することにより詳細な説明を省略し、相違点のみを説明する。
【００３３】
すなわち、本実施形態では、レゾルバ３のステータ１５は外輪５の開口部５Ａに形成された前記取付凹部３９の内周面に圧入されているが、このさい、取付凹部３９の奥側の受け止め段部４０と、ステータ１５の後から取付凹部３９に圧入されたカバー部材１４の取付リング３１Ａとの間で軸方向両側から挟まれた状態となっている。このため、ステータ１５に対する径内方向への締め付け力をそれほど大きくしなくても、外輪５に対する位置ずれが防止され、ステータ１５の一部の極歯２７に内部応力が発生することに伴う回転検出精度の悪化を未然に防止することができる。
【００３４】
なお、上記各実施形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更も本発明の技術的範囲に含まれる。
例えば、レゾルバ３のロータ１６を内輪７とは別部材とし、これを内輪７の外周面に取り付けるようにしてもよい。また、転動体８，９は玉だけでなく、円錐ころであってもよい。更に、本発明は、内軸（ハブ）６の外周に内輪７を複列に設けるタイプの転がり軸受装置に採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第一実施形態に係るセンサ付き転がり軸受装置の断面図である。
【図２】カバー部材の接続部分の拡大断面図である。
【図３】図１の転がり軸受装置におけるレゾルバ部分の横断面図である。
【図４】図１の転がり軸受装置の左側面図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係るセンサ付き転がり軸受装置の断面図である。
【図６】本発明の比較例に係るセンサ付き転がり軸受装置の上半部分の断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１      転がり軸受装置
２      ハブユニット
３      センサ装置（レゾルバ）
５      外輪
５Ａ    開口部
６      内軸（ハブ）
７      内輪
１４      カバー部材
１５      ステータ
１６      ロータ
２２      フランジ部（取付部分）
３１      嵌合口部
３１Ａ    取付リング
３２      カバー本体
３３      リード線
３４      ターミナル
３５      コネクタ部
４０      受け止め段部
【図１】
2005133819.tif 000003
【図２】
2005133819.tif 000004
【図３】
2005133819.tif 000005
【図４】
2005133819.tif 000006
【図５】
2005133819.tif 000007
【図６】
2005133819.tif 000008