(57)【要約】【課題】カバー７ａの内側に合成樹脂製のセンサホルダ８ａを保持すると共に、このカバー７ａに形成した通孔１４を通じて内部に異物が侵入するのを防止する為のシール構造を備えたカバーユニットを、少ない作業工数で造れる構造及びその製造方法を実現する。【解決手段】上記センサホルダ８ａを射出成形する事に基づいて、このセンサホルダ８ａを上記カバー７ａに対して一体的に結合する。これと共に、このカバー７ａの円筒部１７の外周面を、予めこの外周面に保持しておいた環状のシール部材１８ごと、上記センサホルダ８ａの一部分により覆う。この様な構成を採用する事により、上記課題を解決する。【選択図】図１
2009186412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受ユニットと、状態量測定装置とを備え、
このうちの転がり軸受ユニットは、内周面に複列の外輪軌道を有し、使用時にも回転しない外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有し、使用時に回転するハブと、これら両列の内輪軌道と上記両列の外輪軌道との間に、両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられた転動体とを備えたものであり、
上記状態量測定装置は、エンコーダと、少なくとも１個のセンサと、演算器とを備えたものであって、
このうちのエンコーダは、上記ハブの端部にこのハブと同心に支持固定されたものであって、このハブと同心の被検出面を備え、この被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させたものであり、
上記センサは、検出部を上記エンコーダの被検出面に対向させた状態で、上記外輪の端部開口を塞ぐ為にこの端部に固定した有底円筒状のカバー内に保持した合成樹脂製のセンサホルダ内に包埋支持されていて、上記被検出面の特性変化に対応して出力信号を変化させるものであり、
上記演算器は、上記センサの出力信号に基づいて、上記ハブの回転速度と、上記外輪と上記ハブとの間の相対変位と、これら外輪とハブとの間に作用する外力とのうちの、少なくとも１種類の状態量を算出する機能を有するものであり、
上記カバーを構成する底板部の一部に形成した通孔を通じて、上記センサホルダの一部を上記カバー外に突出させており、且つ、これらカバーとセンサホルダとの間に、上記通孔を通じてこのカバー内に異物が侵入するのを防止する為の環状のシール部材を挟持している
転がり軸受ユニットの状態量測定装置に於いて、
上記センサホルダを射出成形する事に基づいて、このセンサホルダを上記カバーに対し一体的に結合すると共に、このセンサホルダの一部に上記シール部材を包埋した事を特徴とする転がり軸受ユニットの状態量測定装置。
【請求項２】
カバーを構成する底板部の一部で、通孔の周囲部分に、この底板部から軸方向に突出する円筒部を形成すると共に、この円筒部にシール部材を接触させた状態で、このシール部材をセンサホルダの表層部に包埋している、請求項１に記載した転がり軸受ユニットの状態量測定装置。
【請求項３】
請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した転がり軸受ユニットの状態量測定装置の製造方法であって、カバーにシール部材の全周を接触させた状態で、このカバーに対しこのシール部材を保持した後、センサホルダを射出成形する事に基づいて、このセンサホルダを上記カバーに対し一体的に結合すると共に、このセンサホルダの一部に上記シール部材を包埋する転がり軸受ユニットの状態量測定装置の製造方法。
【請求項４】
カバーにシール部材の全周を接触させた状態で、このカバーに対しこのシール部材を保持する為、このカバーに未硬化状態のシール用樹脂を塗布した後、このシール用樹脂を硬化させる事により上記シール部材を完成させる、請求項３に記載した転がり軸受ユニットの状態量測定装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受ユニットを構成する外輪とハブとの間に作用する外力等の状態量を測定する為に利用する転がり軸受ユニットの状態量測定装置と、その製造方法との改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車の車輪は懸架装置に対し、複列アンギュラ型等の転がり軸受ユニットにより回転自在に支持する。又、自動車の走行安定性を確保する為に、例えば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）、更には、電子制御式ビークルスタビリティコントロールシステム（ＥＳＣ）等の車両用走行安定化装置が使用されている。この様な各種車両用走行安定化装置を制御する為には、車輪の回転速度、車体に加わる各方向の加速度等を表す信号が必要になる。そして、より高度の制御を行なう為には、車輪を介して上記転がり軸受ユニットに加わる荷重（例えばラジアル荷重とアキシアル荷重との一方又は双方）の大きさを知る事が好ましい場合がある。
【０００３】
この様な事情に鑑みて、特許文献１には、特殊なエンコーダを使用して、転がり軸受ユニットに加わる荷重の大きさを測定する発明が記載されている。図３は、この特許文献１に記載された構造と同じ荷重の測定原理を採用している、転がり軸受ユニットの状態量測定装置に関する従来構造の１例を示している。この従来構造は、使用時にも回転しない外輪１の内径側に、使用時に車輪を支持固定した状態でこの車輪と共に回転するハブ２を、複数個の転動体３、３を介して、回転自在に支持している。これら各転動体３、３には、背面組み合わせ型の接触角と共に、予圧を付与している。尚、図示の例では、これら各転動体３、３として玉を使用しているが、重量が嵩む自動車用の軸受ユニットの場合には、玉に代えて円すいころを使用する場合もある。
【０００４】
又、上記ハブ２の軸方向内端部（軸方向に関して「内」とは、自動車への組付け状態で車両の幅方向中央側を言い、図１〜３の右側。反対に、車両の幅方向外側となる、図１〜３の左側を、軸方向に関して「外」と言う。本明細書全体で同じ。）には、円筒状のエンコーダ４を、上記ハブ２と同心に支持固定している。このエンコーダ４は、円環状の芯金５と、この芯金５の外周面に添着固定した、永久磁石製で円筒状のエンコーダ本体６とから成る。被検出面である、このエンコーダ本体６の外周面の軸方向内半部には、Ｓ極とＮ極とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔に配置している。これらＳ極とＮ極との境界は、軸方向中央部が円周方向に関して最も突出した、「く」字形となっている。
【０００５】
又、上記外輪１の軸方向内端開口を塞ぐ、金属板製で有底円筒状のカバー７の内側に、合成樹脂製のセンサホルダ８を介して１対のセンサ９ａ、９ｂを支持固定している。そして、この状態で、これら両センサ９ａ、９ｂの検出部を、上記エンコーダ４の被検出面の軸方向両半部に、それぞれ１つずつ近接対向させている。尚、上記両センサ９ａ、９ｂの検出部には、ホールＩＣ、ホール素子、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子等の磁気検知素子を組み込んでいる。
【０００６】
又、上記カバー７の内側に保持した上記センサホルダ８は、軸方向中間部に存在する円板部１０と、この円板部１０の外周縁部分から軸方向外方に突出する円筒部１１と、この円板部１０の中心部から軸方向内方に突出する、円筒状の外周面を有するコネクタ部１２とを備える。上記両センサ９ａ、９ｂは、このうちの円筒部１１に包埋している。この様なセンサホルダ８は、上記カバー７の奥端部に内嵌した状態で、上記コネクタ部１２の先端部乃至中間部を、上記カバー７の底板部１３の中央部に形成した通孔１４を通じて、このカバー７の外部に突出させている。又、この状態で、上記コネクタ部１２の基端部外周面に形成した係止凹溝１５に係止した、シール部材であるＯリング１６を、上記通孔１４の周囲に存在する円筒部１７の内周面に弾性的に当接させる事により、この円筒部１７の内周面と上記コネクタ部１２の外周面との間の水密を保持している。これと共に、上記センサホルダ８を上記カバー７に対し接着固定している。尚、このセンサホルダ８の内部には、上記両センサ９ａ、９ｂに導通する、図示しない複数本のリードを包埋している。これら各リードはそれぞれ、上記両センサ９ａ、９ｂの出力信号を取り出したり、これら両センサ９ａ、９ｂに電力を供給する役目を有する。この様な各リードの端部は、上記コネクタ部１２の内部を通じて、上記カバー７の外部に導出している。
【０００７】
上述の様に構成する転がり軸受ユニットの状態量測定装置の場合、外輪１とハブ２との間にアキシアル荷重が作用する事により、これら外輪１とハブ２とがアキシアル方向に相対変位すると、これに伴って、上記両センサ９ａ、９ｂの出力信号同士の間に存在する位相差比（＝位相差／１周期）が変化する。この位相差比は、上記アキシアル荷重の作用方向及び大きさ（上記相対変位の方向及び大きさ）に見合った値をとる。従って、この位相差比に基づいて、上記アキシアル荷重の作用方向及び大きさ（上記相対変位の方向及び大きさ）を求める事ができる。尚、これらを求める処理は、図示しない演算器により行なう。この為、この演算器のメモリ中には、予め理論計算や実験により調べておいた、上記位相差比と、上記アキシアル方向の相対変位又は荷重との関係（零点及びゲイン）を表す、式やマップを記憶させておく。
【０００８】
尚、上述した従来構造の場合には、エンコーダの被検出面にその検出部を対向させるセンサの数を、２個としている。これに対し、図示は省略するが、特許文献２〜３及び特願２００６−３４５８４９には、当該センサの数を３個以上とする事で、多方向の変位或は外力を求められる構造が記載されている。
【０００９】
ところで、上述した様に、図３に示した従来構造の場合には、カバー７の底板部１３に形成した通孔１４を通じて、このカバー７内に異物が侵入するのを防止する為に、センサホルダ８の係止凹溝１５に係止したＯリング１６を、上記カバー７の円筒部１７の内周面に弾性的に当接させる構造を採用している。この為、上記カバー７の内側に上記センサホルダ８を保持して成るカバーユニットは、このセンサホルダ８を射出成形により造った後、上記係止凹溝１５に上記Ｏリング１６を係止した状態で、このセンサホルダ８を上記カバー７の内側に組み付けると言った方法で造る必要がある。ところが、この様な方法では、上記カバーユニットを造る際の作業工数が嵩む為、改善が望まれる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−３１７４２０号公報
【特許文献２】特開２００６−３２２９２８号公報
【特許文献３】特開２００７−９３５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、カバーの内側に合成樹脂製のセンサホルダを保持すると共に、このカバーの底板部に形成した通孔を通じて内部に異物が侵入するのを防止する為のシール構造を備えたカバーユニットを、少ない作業工数で造れる構造及びその製造方法を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のうち、請求項１に記載した転がり軸受ユニットの状態量測定装置は、転がり軸受ユニットと、状態量測定装置とを備える。
このうちの転がり軸受ユニットは、内周面に複列の外輪軌道を有し、使用時にも回転しない外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有し、使用時に回転するハブと、これら両列の内輪軌道と上記両列の外輪軌道との間に、両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられた転動体とを備える。
又、上記状態量測定装置は、エンコーダと、少なくとも１個のセンサと、演算器とを備える。
このうちのエンコーダは、上記ハブの端部にこのハブと同心に支持固定されたものであって、このハブと同心の被検出面を備え、この被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させている。
又、上記センサは、検出部を上記エンコーダの被検出面に対向させた状態で、上記外輪の端部開口を塞ぐ為にこの端部に固定した有底円筒状のカバー内に保持した合成樹脂製のセンサホルダ内に包埋支持されていて、上記被検出面の特性変化に対応して出力信号を変化させる。
又、上記演算器は、上記センサの出力信号に基づいて、上記ハブの回転速度と、上記外輪と上記ハブとの間の相対変位と、これら外輪とハブとの間に作用する外力とのうちの、少なくとも１種類の状態量を算出する機能を有する。
又、上記カバーを構成する底板部の一部に形成した通孔を通じて、上記センサホルダの一部（コネクタ部）を上記カバー外に突出させており、且つ、これらカバーとセンサホルダとの間に、上記通孔を通じてこのカバー内に異物（例えば、雨水、泥水、微小な塵芥等）が侵入するのを防止する為の環状のシール部材を挟持している。
【００１３】
特に、請求項１に記載した転がり軸受ユニットの状態量測定装置に於いては、上記センサホルダを射出成形する事に基づいて、このセンサホルダを上記カバーに対し一体的に結合すると共に、このセンサホルダの一部（例えば表層部）に上記シール部材を包埋している。
この様な特徴を有する請求項１に記載した発明を実施する場合に、好ましくは、請求項２に記載した様に、上記カバーを構成する上記底板部の一部で、上記通孔の周囲部分に、この底板部から軸方向に突出する円筒部を形成する。これと共に、この円筒部の外周面又は内周面の全周に上記シール部材を接触させた状態で、このシール部材を上記センサホルダの表層部に包埋する。
【００１４】
又、本発明のうち、請求項３に記載した製造方法は、上述の請求項１〜２に記載した転がり軸受ユニットの状態量測定装置の製造方法であって、上記カバー（の表面）に上記シール部材の全周を接触させた状態で、このカバーに対しこのシール部材を保持する。その後、上記センサホルダを射出成形する事に基づいて、このセンサホルダを上記カバーに対し一体的に結合すると共に、このセンサホルダの一部（表層部）に上記シール部材を包埋する。
この様な請求項４に記載した発明を実施する場合には、例えば、請求項４に記載した様に、上記カバー（の表面）に上記シール部材の全周を接触させた状態で、このカバーに対しこのシール部材を保持する為、このカバー（の表面）に未硬化状態のシール用樹脂を塗布する。その後、このシール用樹脂を硬化（例えば紫外線硬化や熱硬化）させる事により、上記シール部材を完成させる。
尚、上記シール用樹脂としては、例えばアクリル系の、紫外線硬化性や熱硬化性を有する樹脂を採用できる。
【発明の効果】
【００１５】
上述の様に、本発明の転がり軸受ユニットの状態量測定装置及びその製造方法によれば、センサホルダを射出成形するのと同時に、このセンサホルダをカバーに対して一体的に結合できる。これと共に、これらセンサホルダとカバーとの間でシール部材を挟持して成る、シール構造を完成させる事ができる。この為、カバーの内側にセンサホルダを組み付けると共に、このカバーの底板部に形成した通孔を通じて内部に異物が侵入するのを防止する為のシール構造を備えたカバーユニットを、少ない作業工数で造れる。
又、請求項２に記載した構造を採用すれば、射出成形後の冷却固化に伴って収縮するセンサホルダにより、シール部材をカバーの円筒部の外周面に大きい面圧で押し付ける事ができる。この為、この円筒部の外周面とセンサホルダとの間のシール性能を良好にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１〜２は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本例の特徴は、金属板製で有底円筒状のカバー７ａと、このカバー７ａの内側に保持した合成樹脂製のセンサホルダ８ａとの間のシール構造を工夫した点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図３に示した従来構造の場合とほぼ同様である。この為、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分、並びに、上記従来構造と異なる部分を中心に説明する。
【００１７】
本例の場合、上記センサホルダ８ａは、このセンサホルダ８ａを射出成形する事に基づいて、上記カバー７ａに対し、一体的に結合固定している。又、このカバー７ａの底板部１３に形成した通孔１４の周囲に存在する円筒部１７の外周面の全周に、環状のシール部材１８を接触させている。これと共に、上記円筒部１７の外周面の全周を、このシール部材１８ごと、上記センサホルダ８ａの一部により覆っている。これにより、上記円筒部１７の外周面と上記センサホルダ８ａとの間の水密を保持している。
【００１８】
又、本例の場合、上記センサホルダ８ａを構成する円筒部１１ａ及び円板部１０ａの径方向外端部には、１対のセンサ９ａ、９ｂと、これら両センサ９ａ、９ｂからそれぞれ複数本ずつ導出したセンサリード１９、１９と、これら各センサリード１９、１９の先端部にそれぞれの一端部を接続した中継リード２０の一部と、円周方向に隣り合うリード同士の接触防止を図る為の保護部材２１とを包埋している。この状態で、上記各中継リード２０の他端部は、上記円板部１０ａの軸方向外側面の径方向外端部から、軸方向外方に向け突出させている。又、上記センサホルダ８ａを構成する円板部１０ａの中央部及びコネクタ部１２ａには、複数本のコネクタリード２２、２２の中間部を包埋している。この状態で、これら各コネクタリード２２、２２の一端部は、上記円板部１０ａの中央部から、軸方向内方に向け突出させている。
【００１９】
又、上記カバー７ａの内側には、センサ基板、演算器基板等の電子回路基板２３を設置している。具体的には、この電子回路基板２３を、上記センサホルダ８ａを構成する円板部１０ａの軸方向外側面に対し、ねじ止め、接着、モールド等により固定している。又、この状態で、上記電子回路基板２３に、上記各中継リード２０の他端部と、上記各コネクタリード２２、２２の一端部とを、それぞれハンダ付け等により接続している。これにより、上記両センサ９ａ、９ｂから上記電子回路基板２３に向け、これら両センサ９ａ、９ｂの出力信号を送信可能としている。これと共に、上記電子回路基板２３から車体側のＡＢＳコントローラ等に向け、この電子回路基板２３で処理取得された各種信号｛例えば、波形成形された上記両センサ９ａ、９ｂの出力信号や位相差（比）を表す信号、この位相差（比）に基づいて算出した外輪１とハブ２ａとの間の状態量（相対変位、外力）を表す信号等｝を送信可能としている。更には、上記電子回路基板２３及び上記各センサ９ａ、９ｂに対し、必要な電力の供給を可能としている。
【００２０】
尚、本例の場合、転がり軸受ユニットを構成するハブ２ａの中心部に、この中心部を軸方向に貫通する中心孔２４を設けている。この為、この中心孔２４を通じて上記カバー７ａの内側に異物が侵入する事を防止すべく、この中心孔２４の軸方向外端部にキャップ２５を装着して、この軸方向外端開口を塞いでいる。
【００２１】
上述の様に構成する本例の場合、センサホルダ８ａを射出成形する際には、先ず、図２の（Ａ）に示す様に、円筒部１７の外周面にシール部材１８を保持した状態のカバー７ａと、互いに組み合わせたセンサ９ｂ｛図示しないセンサ９ａ（図１参照）に就いても同様｝及び各センサリード１９及び各中継リード２０及び保護部材２１と、各コネクタリード２２とを、それぞれ射出成形装置のキャビティ（図示せず）内の所定位置に保持する。ここで、上述の様にカバー７ａを構成する円筒部１７の外周面にシール部材１８を保持した状態とする為に、本例の場合には、上記円筒部１７の外周面の全周に、未硬化状態のシール用樹脂（例えばアクリル系の、紫外線硬化性や熱硬化性を有する樹脂）を塗布する。その後、このシール用樹脂を硬化（例えば紫外線硬化や熱硬化）させる事で、上記シール部材１８を完成させる。そして、この状態で、図２の（Ｂ）に示す様に、上記キャビティ内に合成樹脂を射出成形する事で、上記センサホルダ８ａを完成させる。この結果、このセンサホルダ８ａが、上記カバー７ａに対して一体的に結合される。これと共に、上記シール部材１８が、上記センサホルダ８ａの一部分（上記円筒部１７の外周面を覆う部分）の内周面の表層部に包埋される。これと共に、射出成形後の冷却固化に伴って収縮した上記センサホルダ８ａにより、上記シール部材１８が、上記円筒部１７の外周面に大きい面圧で押し付けられた状態となる。
【００２２】
上述の様に、本例の転がり軸受ユニットの状態量測定装置及びその製造方法によれば、センサホルダ８ａを射出成形するのと同時に、このセンサホルダ８ａをカバー７ａに対して一体的に結合できる。これと共に、これらセンサホルダ８ａとカバー７ａとの間でシール部材１８を挟持して成る、シール構造を完成させる事ができる。この為、上記カバー７ａの内側にセンサホルダ８ａを組み付けると共に、このカバー７ａの底板部１３に形成した通孔１４を通じて内部に異物（例えば、雨水、泥水、塵芥等）が侵入するのを防止する為のシール構造を備えたカバーユニットを、少ない作業工数で造れる。特に、本例の場合には、射出成形後の冷却固化に伴って収縮する上記センサホルダ８ａにより、上記シール部材１８を上記カバー７ａの円筒部１７の外周面に大きい面圧で押し付ける事ができる。この為、この円筒部１７の外周面と上記センサホルダ８ａとの間のシール性能を良好にできる。
【００２３】
尚、上述した実施の形態では、シール部材を、カバーの底板部に形成した通孔の周囲部分に存在する円筒部の外周面に接触させる構造を採用した。但し、本発明を実施する場合には、上記シール部材を、上記円筒部の内周面、又は、上記カバーの表面の他の部分（例えば、このカバーの底板部の軸方向内側面又は軸方向外側面のうちで、この底板部に形成した通孔の周囲を囲む部分）に接触させる構造を採用する事もできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す断面図。
【図２】合成樹脂製のセンサホルダを射出成形する工程を順番に示す部分断面図。
【図３】転がり軸受ユニットの状態量測定装置の従来構造の１例を示す断面図。
【符号の説明】
【００２５】
１    外輪
２、２ａ  ハブ
３    転動体
４    エンコーダ
５    芯金
６    エンコーダ本体
７、７ａ  カバー
８、８ａ  センサホルダ
９ａ、９ｂ  センサ
１０、１０ａ  円板部
１１、１１ａ  円筒部
１２、１２ａ  コネクタ部
１３    底板部
１４    通孔
１５    係止凹溝
１６    Ｏリング
１７    円筒部
１８    シール部材
１９    センサリード
２０    中継リード
２１    保護部材
２２    コネクタリード
２３    電子回路基板
２４    中心孔
２５    キャップ
【図１】
2009186412.tif 000003
【図２】
2009186412.tif 000004
【図３】
2009186412.tif 000005