(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用状態で懸架装置に支持されて回転しない外輪と、この外輪の内径側にこの外輪と同心に支持され、その端部に車輪を支持する為のフランジを有する回転部材と、この回転部材の外周面に設けられた内輪軌道と上記外輪の内周面に設けられた外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、上記回転部材の一部にこの回転部材と同心に支持され、円周方向に亙って磁気特性又は導電特性を交互に変化させた円環状又は円板状のエンコーダと、その検出部をこのエンコーダの被検出部に対向させた状態で、上記懸架装置に支持されたセンサとを備えた回転速度検出装置付転がり軸受ユニットに於いて、上記外輪の開口端部は、上記回転部材の軸方向端部を覆う非磁性材製のカバーにより塞がれており、このカバーは板材によりシャーレ状に形成されたものであり、上記センサは、上記懸架装置に形成した取付孔に外径側から内径側に向け挿通した状態で、このセンサの基部に設けた取付フランジをねじにより上記懸架装置に結合固定しており、上記エンコーダは上記カバーの片面に近接対向し、上記センサの検出部はこのカバーの他面に近接若しくは当接して、この検出部と上記エンコーダの被検出部とが、このカバーを介して対向している事を特徴とする回転速度検出装置付転がり軸受ユニット。
【請求項２】
使用状態で懸架装置に支持されて回転しない外輪と、この外輪の内径側にこの外輪と同心に支持され、その端部に車輪を支持する為のフランジを有する回転部材と、この回転部材の外周面に設けられた内輪軌道と上記外輪の内周面に設けられた外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、上記回転部材の一部にこの回転部材と同心に支持され、円周方向に亙って磁気特性又は導電特性を交互に変化させた円環状又は円板状のエンコーダと、その検出部をこのエンコーダの被検出部に対向させた状態で、上記懸架装置に支持されたセンサとを備えた回転速度検出装置付転がり軸受ユニットに於いて、上記外輪の開口端部はカバーにより塞がれており、上記センサの検出部はこのカバーに形成した通孔を通じてこのカバー内に挿入されており、この通孔の内周縁と上記センサの外周面との間は、この通孔の内周縁部に焼き付けたシールにより密封されている事を特徴とする回転速度検出装置付転がり軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の懸架装置に車輪を回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度を検出する為の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の懸架装置に車輪を回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度を検出する為に従来から、図５に示す様な回転速度検出装置付転がり軸受ユニット１が使用されている。この回転速度検出装置付転がり軸受ユニット１は、外輪２と、回転部材を構成するハブ３及び内輪４と、それぞれが転動体である複数個の玉５、５と、エンコーダ６と、アクティブ型のセンサ７とを備える。このうちのハブ３の外周面の外端部（自動車への組み付け状態で幅方向外寄りとなる端部で、各図の左端部）には、車輪を支持固定する為のフランジ８を設けている。又、このハブ３の中間部外周面には第一の内輪軌道９を、同じく内端部（自動車への組み付け状態で幅方向中央寄りとなる端部で、各図の右端部）には外径寸法が小さくなった段部１０を、それぞれ形成している。
【０００３】
上記段部１０には、外周面に第二の内輪軌道１１を形成した、上記内輪４を外嵌している。そして、上記ハブ３の内端部でこの内輪４の内端面よりも内方に突出した部分を直径方向外方に折り曲げる事によりかしめ部１２を形成し、このかしめ部１２により上記内輪４を、上記段部１０の端部に存在する段差面１３に向け押し付けている。尚、上記第一の内輪軌道９は、上記ハブ３の外周面に直接形成するのに代えて、その外周面にこの第一の内輪軌道９を形成した、別体の内輪を外嵌する事で設ける場合もある。又、上記ハブ３に対し内輪４を固定するには、このハブ３の内端部に形成した雄ねじ部にナットを螺合させる事により行なう場合もある。
【０００４】
又、上記外輪２の内周面には、上記第一の内輪軌道９と対向する第一の外輪軌道１４及び、上記第二の内輪軌道１１に対向する第二の外輪軌道１５を形成している。そして、これら第一、第二の内輪軌道９、１１と第一、第二の外輪軌道１４、１５との間に上記各玉５、５を、それぞれ複数個ずつ設けている。これら各玉５、５は、それぞれ保持器１６、１６により転動自在に保持している。尚、図示の例では、転動体として玉５、５を使用しているが、重量の嵩む自動車用の転がり軸受ユニットの場合には、転動体としてテーパころを使用する場合もある。
【０００５】
又、上記内輪４の内端部外周面には、前記エンコーダ６を外嵌固定している。このエンコーダ６は、支持環１８と、この支持環１８の側面に全周に亙って添着支持された、円輪状のエンコーダ本体１９とから成る。このエンコーダ本体１９は、ゴム磁石、プラスチック磁石、フェライト磁石等の永久磁石で、軸方向（図５の左右方向）に亙って着磁されている。着磁方向は、円周方向に亙って交互に且つ等間隔で変化している。従って、上記エンコーダ本体１９の軸方向片側面には、円周方向に亙ってＮ極とＳ極とが、交互に且つ等間隔で配置されている。一方、上記支持環１８は、金属板（好ましくは軟鋼板等の磁性金属板）を折り曲げる事により、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成したもので、円筒部２０とこの円筒部２０の端部から直径方向外方に直角に折れ曲がった円輪部２１とから成る。この様な支持環１８は、上記円筒部２０の一端部を上記内輪４の内端部に、締り嵌めで外嵌する事により、この内輪４に支持固定している。又、上記エンコーダ本体１９は、上記円輪部２１の片側面に、接着、焼き付け（ゴム磁石の場合）、自身の磁気吸着力等により、添着支持されている。
【０００６】
又、前記外輪２の内端部にはシールリング２２を内嵌固定し、このシールリング２２のシールリップを、上記支持環１８に摺接させている。一方、上記外輪２の外端部には別のシールリング２３の外周縁を支持し、このシールリング２３の内周縁に設けた各シールリップを、前記ハブ３の中間部外周面に摺接させている。これら両シールリング２２、２３は、前記各玉５、５を設置した空間２４内に、雨水や塵芥等の異物が入り込む事を防止すると共に、この空間２４内に充填したグリースが外部に漏洩する事を防止する。
【０００７】
更に、上記外輪２の外周面には、外向フランジ状の取付部２５を設けている。回転速度検出装置付転がり軸受ユニット１を自動車に組み付けた状態で、上記取付部２５は、懸架装置を構成するナックル２６に、図示しないボルトにより結合固定する。又、このナックル２６には、前記センサ７が支持固定されている。即ち、このセンサ７をこのナックル２６に形成した取付孔１７に、外径側から内径側に向け挿通した状態で、上記センサ７の基部に設けた取付フランジ２７を、ねじ２８により上記ナックル２６に結合固定している。この状態で上記センサ７の検出部２９は、前記エンコーダ本体１９の側面に、微小隙間を介して対向する。
【０００８】
上述の様な回転速度検出装置付転がり軸受ユニット１により、車輪を懸架装置に対し回転自在に支持するには、上述した様に、上記外輪２を取付部２５によりナックル２６に結合固定すると共に、前記フランジ８に車輪を固定する。この様にして懸架装置に支持した車輪が回転すると、上記センサ７の検出部２９の近傍を、上記エンコーダ本体１９の側面に設けたＳ極とＮ極とが交互に通過する。この結果、上記センサ７の出力が、上記車輪の回転速度に比例する周波数で変化する。従って、このセンサの出力を図示しない制御器に送れば、上記車輪の回転速度を検出して、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）を制御できる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示す様な従来の回転速度検出装置付転がり軸受ユニット１の場合には、車輪と共に回転するエンコーダ６が外部に露出している為、次の▲１▼▲２▼の様な問題を生じる。
▲１▼  エンコーダ６或はセンサ７が、凍結に基づいて破損する可能性がある。
即ち、互いに近接して設けられたエンコーダ６とセンサ７との間に付着した水が凍結した状態で自動車を発進させると、これらエンコーダ６とセンサ７との一方又は双方が破損する可能性がある。
▲２▼  エンコーダ本体１９に異物が付着して誤作動の原因となる。
即ち、自動車が走行する路面には鉄片、鉄粉等の強磁性体の小片、粉末が存在し、自動車の走行に伴って巻き上げられる場合がある。この様な強磁性体の、小片、粉末が上記エンコーダ本体１９に付着すると、このエンコーダ本体１９の円周方向に亙る規則的、周期的な磁気変化が乱れ、正確な回転速度検出を行なえなくなる可能性がある。
本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、この様な不都合を何れも解消すべく発明したものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、前述した従来の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットと同様に、使用状態で懸架装置に支持されて回転しない外輪と、この外輪の内径側にこの外輪と同心に支持され、その端部に車輪を支持する為のフランジを有する回転部材と、この回転部材の外周面に設けられた内輪軌道と上記外輪の内周面に設けられた外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、上記回転部材の一部にこの回転部材と同心に支持され、円周方向に亙って磁気特性又は導電特性を交互に変化させた円環状のエンコーダと、その検出部をこのエンコーダの被検出部に対向させた状態で、懸架装置に支持されたセンサとを備える。
特に、請求項１に記載した回転速度検出装置付転がり軸受ユニットに於いては、上記外輪の開口端部は、上記回転部材の軸方向端部を覆う非磁性材製のカバーにより塞がれており、このカバーは板材によりシャーレ状に形成されたものである。又、上記センサは、上記懸架装置に形成した取付孔に外径側から内径側に向け挿通した状態で、このセンサの基部に設けた取付フランジをねじにより上記懸架装置に結合固定したものである。そして、上記エンコーダの被検出部はこのカバーの片面に近接対向し、上記センサの検出部はこのカバーの他面に近接若しくは当接して、この検出部と上記エンコーダの被検出部とが、このカバーを介して対向している。
更に、請求項２に記載した回転速度検出装置付転がり軸受ユニットに於いては、上記外輪の開口端部はカバーにより塞がれており、上記センサの検出部はこのカバーに形成した通孔を通じてこのカバー内に挿入されており、この通孔の内周縁と上記センサの外周面との間は、この通孔の内周縁部に焼き付けたシール又はシール材により密封されている。
【００１１】
【作用】
上述の様に構成する本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合には、センサとエンコーダとの間に水や、鉄片、鉄粉（強磁性体）や磁気を帯びた破片等が入り込む事はない。この為、凍結に基づくセンサやエンコーダの破損を防止すると共に、このエンコーダの規則的、周期的な磁気特性変化を乱したり劣化させたりする事を防止できる。又、本発明の場合には、外輪の内端開口部をカバーにより覆い、この内端開口部を密閉しているので、前述の図５に示した従来構造の様に、相手面と摺動するシールリップを有するシールリングが不要になる。この為、上記内端開口部の密封性の向上、コストダウンの他、転がり軸受ユニットの回転トルクの低減を図れる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、アクティブ型又はパッシブ型のセンサ７による回転速度検出を自在としたまま、エンコーダ６部分に水、鉄片、鉄粉（強磁性体）や磁気を帯びた破片等の異物が入り込むのを防止する為の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図５に示した従来構造と同様であるから、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００１３】
外輪２の内端（図１の右端）開口部は、カバー３０により塞いでいる。このカバー３０は、非磁性のステンレス鋼板、アルミニウム合金板、高機能樹脂等の非磁性の板材によりシャーレ状に形成したもので、円形の塞ぎ板部３１と、この塞ぎ板部３１の外周縁部に形成した円筒状の嵌合部３２とから成る。この様なカバー３０は、この嵌合部３２を上記外輪２の内端部に、締り嵌めで内嵌する事により固定し、この外輪２の内端開口部を塞いでいる。尚、エンコーダの被検出部の導電特性の変化を検出する、渦電流検出方式のアクティブセンサを使用する場合には、検出時にセンサから磁界が発生する為、上記カバー３０は、非磁性であるだけでなく、非導電性である事も必要である。従って、この様なセンサを使用する場合には、上記カバー３０を合成樹脂等の、非磁性且つ非導電性の材料により造る必要がある。
【００１４】
この状態でエンコーダ６を構成するエンコーダ本体１９の側面は、上記カバー３０の片面（図１の左側面）に近接対向している。これに対して、センサ７の検出部２９の検出面（図１の左側面）は、上記カバー３０の他面（図１の右側面）に近接若しくは当接している。従って、上記検出部２９の検出面と上記エンコーダ６のエンコーダ本体１９とは、上記カバー３０を介して近接対向している。
【００１５】
上述の様に構成する本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合には、上記カバー３０の存在に基づき、上記センサ７とエンコーダ６との間に、水や鉄片、鉄粉、磁気を帯びた破片等が入り込む事はない。この為、凍結に基づくセンサ７やエンコーダ６の破損を防止すると共に、このエンコーダ６を構成するエンコーダ本体１９の側面の規則的、周期的な磁気特性変化を乱したり劣化させたりする事を防止できる。上記カバー３０は非磁性材製である為、このカバー３０の存在が、上記センサ７による回転速度検出の妨げになる事はない。
【００１６】
次に、図２は、やはり請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、エンコーダ６ａを構成する支持環１８ａを断面クランク状に形成し、永久磁石製のエンコーダ本体１９ａを円筒状に形成している。このエンコーダ本体１９ａは、直径方向（図２の上下方向）に亙って着磁している。着磁方向は、円周方向に亙って交互に且つ等間隔で変化している。従って、上記エンコーダ本体１９ａの外周面には、円周方向に亙ってＮ極とＳ極とが、交互に且つ等間隔で配置されている。この様なエンコーダ本体１９ａは、外輪２の端部開口よりも軸方向に突出した位置に配置されている。
【００１７】
又、上記外輪２の内端開口部を塞ぐ非磁性材製のカバー３０ａを構成する嵌合部３２ａは、その先半部（図２の左半部）のみを上記外輪２の他端開口部に締り嵌めで内嵌している。上記嵌合部３２ａの基半部（図２の右半部）は、上記外輪２の端部開口よりも軸方向に突出している。上記エンコーダ本体１９ａは、この様な嵌合部３２ａの基半部の内径側に、この嵌合部３２ａの内周面との間に微小隙間を介在させた状態で位置する。
【００１８】
一方、ナックル２６に支持固定したセンサ７ａの検出部２９ａは、先端面（図２の下端面）を検出面としている。そして、この検出面を、上記嵌合部３２ａの基半部外周面に、近接若しくは当接させている。この様な本例の場合も、上記センサ７ａとエンコーダ６ａとの間に、水や、鉄片、鉄粉、磁気を帯びた破片等が入り込む事を防止して、凍結に基づくセンサ７ａやエンコーダ６ａの破損を防止すると共に、このエンコーダ６ａを構成するエンコーダ本体１９ａの周面の規則的、周期的な磁気特性変化を乱したり劣化させたりする事を防止できる。
【００１９】
次に、図３は、請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、カバー３０ｂ（非磁性材でも磁性材でも良い）を構成する塞ぎ板部３１の一部で、エンコーダ６を構成するエンコーダ本体１９の側面に対向する部分に、通孔３３を形成している。そして、この通孔３３内に、ナックル２６に支持固定したセンサ７ｂの検出部２９ｂを挿入し、この検出部２９ｂの先端面である検出面を、上記エンコーダ本体１９の側面に近接対向させている。
【００２０】
上記通孔３３の内周縁部には、ゴム製のシール３４が上記カバー３０ｂに焼き付ける事により形成されており、上記センサ７ｂの外周面と上記通孔３３の内周縁との間の隙間は、上記シール３４により密封している。この様な本例の場合も、上記センサ７ｂとエンコーダ６との間に、水や、鉄片、鉄粉、磁気を帯びた破片等が入り込む事を防止して、凍結に基づくセンサ７ｂやエンコーダ６の破損を防止すると共に、このエンコーダ６を構成するエンコーダ本体１９の側面の規則的、周期的な磁気特性変化を乱したり劣化させたりする事を防止できる。
【００２１】
次に、図４は、やはり請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、前述した第２例の場合と同様に、エンコーダ６ａを構成する支持環１８ａを断面クランク状に形成し、永久磁石製のエンコーダ本体１９ａを円筒状に形成している。このエンコーダ本体１９ａは、直径方向（図４の上下方向）に亙って着磁している。着磁方向は、円周方向に亙って交互に且つ等間隔で変化している。従って、上記エンコーダ本体１９ａの外周面には、円周方向に亙ってＮ極とＳ極とが、交互に且つ等間隔で配置されている。この様なエンコーダ本体１９ａは、外輪２の端部開口よりも軸方向に突出した位置に配置している。
【００２２】
又、上記外輪２の内端開口部を塞ぐカバー３０ａ（非磁性材製でも磁性材製でも良い）を構成する嵌合部３２ａは、その先半部（図４の左半部）のみを上記外輪２の内端開口部に締り嵌めで内嵌している。上記嵌合部３２ａの基半部（図４の右半部）は、上記外輪２の端部開口よりも軸方向に突出している。上記エンコーダ本体１９ａは、この様な嵌合部３２ａの基半部の内径側に位置する。又、上記嵌合部３２ａの基半部で上記エンコーダ本体１９ａの外周面と対向する部分には、通孔３３ａを形成している。
【００２３】
一方、ナックル２６に支持固定したセンサ７ａの検出部２９ａは、先端面（図４の下端面）を検出面としている。そして、この検出部２９ａの先端部（図４の下端部）を上記通孔３３ａに挿通した状態で、上記検出面を上記エンコーダ本体１９ａの外周面に近接対向させている。そして、上記通孔３３ａの内周縁と上記検出部２９ａの先端部外周面との間に存在する隙間を、シール３４により塞いでいる。この様な本例の場合も、上記センサ７ａとエンコーダ６ａとの間に、水や、鉄片、鉄粉、磁気を帯びた破片等が入り込む事を防止して、凍結に基づくセンサ７ａやエンコーダ６ａの破損を防止すると共に、このエンコーダ６ａを構成するエンコーダ本体１９ａの周面の規則的、周期的な磁気特性変化を乱したり劣化させたりする事を防止できる。
【００２４】
尚、図示の各例は何れも、エンコーダ６、６ａとして、永久磁石製のエンコーダ本体１９、１９ａを有するものを使用しているが、本発明を実施する場合に、エンコーダは必ずしも永久磁石でなくても良い。例えば、磁性金属板にスリット、切り欠き等の除肉部と、柱部、突片等の充実部とを、円周方向に亙って交互に配置したものでも良い。この場合には、センサ７、７ａ、７ｂの側に永久磁石を内蔵させる。
【００２５】
又、図示の各例は、何れも磁気特性変化を検出する為にアクティブ型のセンサを使用した場合に就いて説明したが、使用するセンサがパッシブ型の場合でも同様である。更には、エンコーダの被検出部の導電特性の変化を検出する、渦電流検出方式のアクティブ型のセンサに就いても、同様である。即ち、渦電流検出方式のアクティブ型のセンサを利用して回転速度検出を行なう場合も、エンコーダの被検出部に鉄片、鉄粉、磁気を帯びた破片等が付着すると、この被検出部の導電特性が変化し、上記センサによる検出性能に影響を与える。更に、検出時には上記センサにより磁界を発生させるが、この磁界にも影響を与えて、回転速度検出に悪影響を及ぼす。従って、渦電流検出方式のアクティブ型のセンサを利用して回転速度検出を行なう構造に就いても、前述した実施の形態と同様にして、回転速度検出の信頼性向上を図れる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用する為、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの耐久性及び信頼性を確保して、厳しい使用条件の下でも、ＡＢＳやＴＣＳ等を、長期間に亙り安定して動作させる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す半部断面図。
【図２】同第２例を示す半部断面図。
【図３】同第３例を示す半部断面図。
【図４】同第４例を示す半部断面図。
【図５】従来構造の１例を示す半部断面図。
【符号の説明】
１    回転速度検出装置付転がり軸受ユニット
２    外輪
３    ハブ
４    内輪
５    玉
６、６ａ  エンコーダ
７、７ａ、７ｂ  センサ
８    フランジ
９    第一の内輪軌道
１０    段部
１１    第二の内輪軌道
１２    かしめ部
１３    段差面
１４    第一の外輪軌道
１５    第二の外輪軌道
１６    保持器
１７    取付孔
１８、１８ａ  支持環
１９、１９ａ  エンコーダ本体
２０    円筒部
２１    円輪部
２２    シールリング
２３    シールリング
２４    空間
２５    取付部
２６    ナックル
２７    取付フランジ
２８    ねじ
２９、２９ａ、２９ｂ  検出部
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ  カバー
３１    塞ぎ板部
３２、３２ａ  嵌合部
３３、３３ａ  通孔
３４    シール
【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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