センサ付き転がり軸受装置の製造方法
【課題】センサ付き転がり軸受装置の位置や、センサ付き転がり軸受装置に加わっているモーメント荷重の大きさを、精密に測定することができるセンサ付き転がり軸受装置を製造するセンサ付き転がり軸受装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】内軸１、内輪２、外輪３、第１の玉４および第２の玉５を組み付ける。その後、内輪２の外周面の軸方向の一端部に、ターゲット部材６１の軸方向の一端部を圧入すると共に、外輪３と内輪２との間のターゲット部材６１側の開口を、シールド板７で密封する。この状態で、内軸１を、略内軸１の中心軸の回りに回転させた上で、ターゲット部材６１の外周面を加工する。
【解決手段】内軸１、内輪２、外輪３、第１の玉４および第２の玉５を組み付ける。その後、内輪２の外周面の軸方向の一端部に、ターゲット部材６１の軸方向の一端部を圧入すると共に、外輪３と内輪２との間のターゲット部材６１側の開口を、シールド板７で密封する。この状態で、内軸１を、略内軸１の中心軸の回りに回転させた上で、ターゲット部材６１の外周面を加工する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ付き転がり軸受装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内軸、内輪、外輪および玉を有する転がり軸受装置を組み立てる場合、内軸の測定精度のバラツキ、内輪の測定精度のバラツキ、外輪の測定精度のバラツキ、ボールの規格内における寸法のバラツキ、内軸に内輪を圧入することによる内輪軌道寸法の変化、内軸、内輪、玉および外輪の夫々の温度に依存する寸法の変化などに対応するために、各部品単体の寸法の測定を行う必要がある。
【０００３】
ここで、各部品単体の寸法の測定に、大きな時間を必要とし、このことが、転がり軸受装置の製造時間の短縮をおこなったり、転がり軸受装置の製造コストの低減を行ううえで、障害となっている。
【０００４】
更には、転がり軸受装置の組み立て精度を、更に精度良くすることについての要請が存在する。
【０００５】
また、センサを有するセンサ付き転がり軸受装置の製造方法に関しては、センサの構造が様々であることに対応して、製造方法も千差万別であり、確立した製造方法が存在しないというのが実情である。
【特許文献１】特開平０２−１５９５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、内軸、内輪、外輪、玉および環状の変位センサ装置を備え、上記変位センサ装置が、センシングがされる環状のターゲット部材を有し、かつ、上記ターゲット部材の内周面の軸方向の一端部が、内輪の外周面の軸方向の一端部に圧入される構造の転がり軸受装置について、特に、次に示す課題が存在する。
【０００７】
先ず、各部品単体の寸法の測定に基づいて、各部材を組み付けたとしても、センサ付き転がり軸受装置の回転振れが発生して、変位センサ装置によるターゲット部材の正確なセンシングを遂行することができない場合がある。
【０００８】
更には、各部品単体の寸法の測定に基づいて、各部材を組み付けたとしても、環状のターゲット部材の内周面の軸方向の一端部のみが、内輪の外周面の軸方向の一端部に圧入される構造では、ターゲット部材における内輪に圧入されている部分と、ターゲット部材における内輪に圧入されていない部分との歪みの差が大きくて、圧入後のターゲット部材の軸方向の位置の違いによる径方向の寸法の変化が大きくなって、センサ本体のセンシングの対象であるターゲット部材の外周面の位置の精度が悪くなる場合があることを見出した。そして、ターゲット部材の外周面の位置の精度が悪いことに起因して、センサ付き転がり軸受装置の位置や、センサ付き転がり軸受装置に加わっているモーメント荷重の大きさを、精密に測定することが困難になる場合がある。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、環状のターゲット部材の内周面の軸方向の一端部のみが、内輪の外周面の軸方向の一端部に圧入される構造であっても、センサ付き転がり軸受装置の位置や、センサ付き転がり軸受装置に加わっているモーメント荷重の大きさを、精密に測定することができるセンサ付き転がり軸受装置を製造するセンサ付き転がり軸受装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、この発明のセンサ付き転がり装置の製造方法は、
第１軸部と、この第１軸部に段部を介して連なると共に、上記第１軸部の外径よりも大きい外径を有し、かつ、外周軌道面を有する第２軸部とを有する内軸と、
上記内軸の上記第１軸部に嵌合すると共に、外周面に外周軌道面を有する内輪と、
第１の内周軌道面と第２の内周軌道面とを有する外輪と、
上記第１の内周軌道面と上記内輪の上記外周軌道面との間に配置された第１の転動体と、
上記第２の内周軌道面と上記内軸の上記外周軌道面との間に配置された第２の転動体と、
上記外輪と上記内輪との間を密封する密封装置と、
上記内輪の軸方向において、上記密封装置に対して上記第１の転動体側とは反対側に位置する上記内輪の上記外周面の一端部に、内周面の上記軸方向の一端部のみが外嵌された環状のターゲット部材と、このターゲット部材に上記ターゲット部材の径方向に対向するセンサ本体とを有して、上記ターゲット部材の上記軸方向および上記径方向の変位を検出する変位センサ装置と
を備えるセンサ付き転がり軸受装置を製造するセンサ付き転がり軸受装置の製造方法であって、
上記第１の内周軌道面と、上記内輪の上記外周軌道面との間に第１の転動体を配置すると共に、上記第２の内周軌道面と、上記内軸の上記外周軌道面との間に第２の転動体を配置し、
その後、上記密封装置で上記外輪と上記内輪との間を密封し、
上記内輪の上記外周面の上記一端部に、上記ターゲット部材の上記一端部を圧入し、
上記ターゲット部材の上記一端部が、上記内輪の上記外周面の上記一端部に圧入されると共に、上記外輪と上記内輪との間が、上記密封装置で密封されている状態で、上記内軸を、略上記内軸の中心軸の回りに回転させた上で、上記ターゲット部材の外周面を加工することを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、上記内輪の上記外周面の上記一端部に、上記ターゲット部材の上記一端部を圧入した後に、上記ターゲット部材の外周面を加工するようになっていて、ターゲット部材に圧入に起因する歪みが生じている状態で、上記ターゲット部材の外周面を加工するようになっているから、ターゲット部材を加工した後にターゲット部材を内輪に圧入する場合と比較して、ターゲット部材を内輪に圧入することの影響が、製造後のセンサ付き転がり軸受装置のターゲット部材の寸法に及ぶことがなくて、ターゲット部材を、所定の位置に精密に位置決めできる。
【００１２】
また、本発明によれば、上記内輪の上記外周面の上記一端部に、上記ターゲット部材の上記一端部を圧入した後に、上記内軸を、略上記内軸の中心軸の回りに回転させた状態で、上記ターゲット部材の外周面を加工するようになっているから、内軸を略上記内軸の中心軸の回りに回転させずに、ターゲット部材の外周面を加工した場合と比較して、上記ターゲット部材の外周面の加工時に、センサ付き転がり軸受装置の回転振れを取り除くことができて、製造後のセンサ付き転がり軸受装置に回転ぶれが起こることがない。
【００１３】
したがって、上記２つの理由により、センサ付き転がり軸受装置の位置や、センサ付き転がり軸受装置に加わっているモーメント荷重の大きさを、精密に測定することができる。
【００１４】
また、本発明によれば、上記密封装置で上記外輪と上記内輪との間を密封した後に、上記ターゲット部材の外周面を加工するようになっているから、上記内輪の上記外周面の上記一端部に、上記ターゲット部材の上記一端部を圧入した後に、上記ターゲット部材の外周面を加工を行ったとしても、加工（研磨を含む）によって生成されるターゲット部材の摩耗粉が、転動体や軌道面まで到達することがない。したがって、摩耗粉から転動体や軌道面を確実に保護することができる。
【００１５】
また、一実施形態では、上記内軸は、上記内軸の上記軸方向の一方の側の端面の中央に開口すると共に、上記軸方向に延在するセンター穴を有し、上記内軸を、上記センター穴の位置に基づいて、略上記内軸の中心軸の回りに回転させる。
【００１６】
上記実施形態によれば、上記軸方向に延在して軸方向の長さを有するセンター穴に基づいて、上記内軸の回転を行うから、内軸の回転の基準となる軸を、内軸の中心軸に一致させ易くなる。したがって、センサ付き転がり軸受装置の回転振れ（芯ずれ）を更に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のセンサ付き転がり軸受装置の製造方法によれば、内輪の外周面の軸方向の一端部に、ターゲット部材の内周面の軸方向の一端部を圧入した後に、ターゲット部材の外周面を加工するようになっているから、ターゲット部材を内輪に圧入することの影響が、製造後のセンサ付き転がり軸受装置のターゲット部材の寸法に及ぶことがなくて、ターゲット部材を、所定の位置に精密に位置決めできる。また、上記内輪の上記外周面の上記一端部に、上記ターゲット部材の上記一端部を圧入した後に、上記内軸を、略上記内軸の中心軸の回りに回転させた状態で、上記ターゲット部材の外周面を加工するようになっているから、センサ付き転がり軸受装置の回転振れを取り除くことができて、センサ付き転がり軸受装置の位置や、センサ付き転がり軸受装置に加わっているモーメント荷重の大きさを、精密に測定することができる。
【００１８】
また、本発明によれば、上記密封装置で上記外輪と上記内輪との間を密封した後に、上記ターゲット部材の外周面を加工するようになっているから、上記内輪の上記外周面の上記一端部に、上記ターゲット部材の上記一端部を圧入した後に、上記ターゲット部材の外周面の加工を行ったとしても、加工（研磨を含む）によって生成されるターゲット部材の摩耗粉が、転動体や軌道面まで到達することがなくて、摩耗粉から転動体や軌道面を確実に保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態のセンサ付き転がり軸受装置の製造方法で製造されるセンサ付き転がり軸受装置の軸方向の断面図である。
【００２１】
このセンサ付き転がり軸受装置は、ハブユニットである。このセンサ付き転がり軸受装置は、内軸１、内輪２、外輪３、第１の転動体としての複数の第１の玉４、第２の転動体としての複数の第２の玉５、ケース部材６、密封装置としてのシールド板７、および、変位センサ装置１０を備える。
【００２２】
上記内軸１は、小径軸部１９と、第１軸部としての中径軸部２０と、第２軸部としての大径軸部２１とを有している。上記小径軸部１９の外周面には、ネジが形成されている。上記中径軸部２０は、小径軸部１９に段部１８を介して連なると共に、小径軸部１９の外径よりも大きい外径を有している。上記大径軸部２１は、中径軸部２０の小径軸部１９側とは反対側に位置している。上記大径軸部２１は、中径軸部２０に段部２２を介して連なると共に、中径軸部２０の外径よりも大きい外径を有している。上記大径軸部２１の外周面は、外周軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝２３を有し、この軌道溝２３の外径は、中径軸部２０から離れるにしたがって、大きくなっている。
【００２３】
上記内軸１は、第１センター穴３０と、第２センター穴３１とを有する。上記第１センター穴３０は、内軸１の軸方向の小径軸部１９側の端面の径方向の中央部に、形成されている一方、第２センター穴３１は、内軸１の軸方向の大径軸部２１側の端面の径方向の中央部に、形成されている。第１センター穴３０は、略半球形状である一方、第２センター穴３１は、円筒状の部分を有し、軸方向に所定距離延在している。また、上記内軸１は、軸方向の大径軸部２１側の端部に、車輪（図示せず）を取り付けるための、車輪取付用のフランジ５０を有している。
【００２４】
上記内輪２は、内軸１の中径軸部２０の外周面に外嵌されて固定されている。上記内輪２の軸方向の大径軸部２１側の端面は、上記段部２２に当接している。上記内輪２は、その外周面の大径軸部２１側に、外周軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝２８を有している。この軌道溝２８の外径は、大径軸部２２から離れるにしたがって、大きくなっている。上記内輪２の外周面は、軸方向の大径軸部２１側とは反対側に、円筒外周面２６を有し、この円筒外周面２６は、軌道溝２８の大径軸部２１側とは反対側に位置する軌道肩部２９に段部３０を介して連なっている。軌道肩部２９は、円筒外周面を有している。上記円筒外周面２６の外径は、軌道肩部２９の円筒外周面の外径よりも小さくなっている。
【００２５】
内輪２の軸方向の大径軸部２１側の端面は、段部２２に当接している。図１に示すように、ナット６３は、小径軸部１９のネジに螺合している。内輪２の軸方向の大径軸部２１側とは反対側の端面は、ナット６３の軸方向の大径軸部２１側の端面に当接している。ナット６３を、軸方向の大径軸部２１側に所定距離ネジ込むことにより、内輪２を、内軸１に確実に固定するようになっている。
【００２６】
上記外輪３は、大径軸部２１の径方向の外方に位置している。上記外輪３の内周面は、第１の内周軌道面としてのアンギュラ型の第１軌道溝４４と、第２の内周軌道面としてのアンギュラ型の第２軌道溝４５とを有している。上記複数の第１の玉４は、内輪２の軌道溝２８と、外輪３の第１軌道溝４４との間に、第１保持器４０によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されており、上記複数の第２の玉５は、内軸１の軌道溝２３と、外輪３の第２軌道溝４５との間に、第２保持器４１によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。
【００２７】
上記ケース部材６は、筒部材５２と、円板状の蓋部材５３とで構成されている。筒部材５２の内周面の外輪３側の端部は、外輪３の外周面の小径軸部１９側の端部に止めネジ５５により固定されている。一方、蓋部材５３は、筒部材５２の外輪３側とは反対側の開口を閉塞している。このようにして、センサ付き転がり軸受装置の内部へ異物が侵入するのを防止している。
【００２８】
上記シールド板７は、外輪３の内周面の軸方向の第１軌道溝４４側の端部と、内輪２の軌道肩部２９の円筒外周面との間を、ラビリンスシールにより密閉している。具体的には、上記シールド板７は、断面略Ｌ字状の形状を有し、軸方向延在部と、径方向延在部とを有している。軸方向延在部は、筒形状を有し、軸方向に延在している。一方、上記径方向延在部は、軸方向延在部の一端部から径方向の内方に延在している。上記軸方向延在部の円筒外周面は、外輪３の内周面の小径軸部１９側の端部に内嵌されて固定されている。一方、径方向延在部は、僅かな隙間を介して、軌道肩部２９の円筒外周面に径方向に対向している。
【００２９】
上記変位センサ装置１０は、センサ本体６０と、ターゲット部材６１とを有する。上記センサ本体６０は、筒部材５２の内周面に固定されている。一方、ターゲット部材６１は、筒形状を有している。ターゲット部材６１の軸方向の一端部は、内輪２の円筒外周面２６に圧入によって押しこまれている。換言すると、ターゲット部材６１の上記一端部は、内輪２の外周面の一端部としての円筒外周面２６に外嵌されて固定されている。
【００３０】
図２は、図１における変位センサ装置１０の周辺の拡大断面図である。
【００３１】
図２に示すように、上記センサ本体６０は、第１センサ部材７０と、第２センサ部材７１とを有する。第１および第２センサ部材７０,７１の夫々は、筒部材５２の内周面に固定されている。上記第１センサ部材７０は、第２センサ７１よりも軸方向において蓋部材５３側に位置している。上記第１センサ７０は、第２センサ７１に対して軸方向に間隔において配置されている。
【００３２】
上記第１センサ部材７０は、センサリング８３と、４つの変位センサ８４とを有する一方、第２センサ部材７１は、センサリング９３と、４つの変位センサ９４とを有する。図１に示すように、センサリング８３およびセンサリング９３は、環状のスペーサ５８を介在させた状態で、筒部材５２の鍔部５７に対して止めネジ５９で固定されている。
【００３３】
図示しないが、上記４つの変位センサ８４は、センサリング８３の径方向の内方側の部分に、周方向に所定間隔おきに複数配置されている（本実施形態では、周方向に一定間隔おきに配置されている）一方、４つの変位センサ９４は、センサリング９３の径方向の内方側の部分に、周方向に所定間隔おきに複数配置されている（本実施形態では、周方向に一定間隔おきに配置されている）。
【００３４】
図３は、４つの変位センサ９４の周方向の配置構成を説明する図である。尚、説明しないが、４つの変位センサ８４についても、４つの変位センサ９４と同一の周方向の配置構造を有している。また、図３において、参照番号７０は、図１に７０で示す外輪３のフランジを示している。
【００３５】
図３に示すように、各変位センサ９４は、周方向に互いに近接配置されて対をなすコイル素子１００ａおよびコイル素子１００ｂからなっている。４つの変位センサ９４は、センサ付き転がり軸受装置（この実施形態では、ハブユニット）が所定の位置に設置されている状態で、ターゲット部材６１の最も鉛直上方に位置する部分に径方向に対向する位置、ターゲット部材６１の最も鉛直下方に位置する部分に径方向に対向する位置、ターゲット部材６１における、このセンサ付き転がり軸受装置が取り付けられている車両の最も前方側の位置に径方向に対向する位置、および、ターゲット部材６１における、このセンサ付き転がり軸受装置が取り付けられている車両の最も後方側の位置に径方向に対向する位置に設置されている。尚、４つの変位センサ８４は、４つの変位センサ９４に略軸方向に重なっている。
【００３６】
各組において、対をなすコイル素子１００ａおよびコイル素子１００ｂの夫々は、独立した検出面を有し、対をなすコイル素子１００ａおよびコイル素子１００ｂは、直列に連結されている。センサリング９３は、径方向の内方側の端部に、径方向の内方に突出した一対の磁極９３ａおよび９３ｂを有している。コイル素子１００ａは、磁極９３ａの周囲にコイルを巻き付けてなっている一方、コイル素子１００ｂは、磁極９３ｂの周囲にコイルを巻き付けてなっている。磁極９３ａおよび磁極９３ｂの夫々において、径方向の内方の端面２８は、検出面になっており、この検出面は、ターゲット部材６１の外周面に対して間隔をおいて径方向に対向している。
【００３７】
図４は、上記センサ本体６０に接続されたギャップ検出回路の一例を示す図である。
【００３８】
図４に示すように、鉛直方向に位置する２組のコイル素子１００ａおよびコイル素子１００ｂの夫々は、発振器１３０に接続されている。発振器１３０から一定周期の交流電流が、２組のコイル素子１００ａおよびコイル素子１００ｂに供給されるようになっている。２組のコイル素子１００ａおよびコイル素子１００ｂには、同期用のコンデンサ１３１が並列に接続されている。
【００３９】
そして、一方のコイル素子１００ａおよびコイル素子１００ｂと、他方のコイル素子１００ａおよびコイル素子１００ｂの出力電圧（検出値）を、差動アンプ１３２に入力して、上記同一直線の方向に対応する出力電圧（検出値）とすることにより、温度ドリフトを取り除くようにしている。なお、図示していないが、前後方向に位置する他方の２組のコイル素子１００ａおよびコイル素子１００ｂについても、上記と同様に差動アンプで差を取ることによって温度ドリフトを取り除いている。
【００４０】
上記変位センサ８４,９４の夫々において、コイル素子１００ａ（または、コイル素子１００ｂ）のインダクタンスをＬ、検出面の面積をＡ、透磁率をμ、コイルの巻き数をＮ、検出面からターゲット部材６１までの間隔（ギャップ）をｄとすると、次の式（ａ）が成立する。
【００４１】
Ｌ＝Ａ×μ×Ｎ２／ｄ ・・・（ａ）
ターゲット部材６１までのギャップｄが変化すると、変位センサ２４のインダクタンスＬが変化して出力電圧が変化する。したがって、この出力電圧の変動を検出することにより、変位センサ２４の検出面からターゲット部４までの径方向のギャップを検出することができるのである。
【００４２】
また、上記変位センサ８４,９４の夫々は、ターゲット部材６１に対する独立した検出面を有しかつ対をなすコイル素子１００ａ,１００ｂを直列に連結した構造を有しているから、図５に示すように、一つのコイル素子２００で一つの変位センサを構成する場合と比較して、発生する磁束密度を大きくすることができる。したがって、ターゲット部材６１とのギャップの検出感度を高くすることができる。
【００４３】
再び、図２を参照して、上記ターゲット部材６１の外周面は、第１環状溝１３４と、第２環状溝１３５とを有する。第１環状溝１３４の一部は、変位センサ８４の検出面に径方向に対向する位置に存在しいている一方、第２環状溝１３５の一部は、変位センサ９４の検出面に径方向に対向する位置に存在している。
【００４４】
図６は、変位センサ８４の検出面Ａ１、変位センサ９４の検出面Ａ２、第１環状溝１３４および第２環状溝１３５の位置関係を示す図である。
【００４５】
図６に示すように、軸方向において、検出面Ａ１の中央部は、第１環状溝１３４の第２環状溝１３５側の縁に略一致している一方、検出面Ａ２の中央部は、第２環状溝１３５の第１環状溝１３４側の縁に略一致している。
【００４６】
この状態から仮にターゲット部材６１が軸方向の蓋部材５３側に距離δだけ変位したとすると、検出面Ａ１と第１環状溝１３４との軸方向のラップ長（軸方向の重なっている長さ）が減少する一方、検出面Ａ２と第２環状溝１３５との軸方向のラップ長（軸方向の重なっている長さ）が増大する。このことから、変位センサ８４のギャップの検出値が減少する一方、変位センサ９４のギャップの検出値が増大する。このように、ターゲット部材６１が軸方向に変位すると、変位センサ８４が検出する検出値と、変位センサ９４とが検出する検出値とに差が生じる。
【００４７】
第１環状溝１３４および第２環状部１３５は、ターゲット部材６１が軸方向に移動した場合に、変位センサ８４と変位センサ９４が検出する検出値を正負逆向きに変化させるように、センサ側に対する軸方向位置が設定されている。したがって、変位センサ８４の検出値と、変位センサ９４の検出値の差を取ることにより、内輪２（内軸１）の軸方向の並進量（軸方向の変位であり、軸方向の並進荷重と相関関係がある）を検出できるのである。
【００４８】
上記変位センサ装置１０は、変位センサ８４と変位センサ９４とが軸方向に隣接配置されているから、軸方向の断面において、略軸方向に重なる４組の２つの変位センサ８４,９４において、検出面Ａ１,Ａ２に対するターゲット部材６１の傾きの検出が可能になる。計算については、詳述しないが、上記変位センサ装置１０は、車輪の上下方向の並進荷重、車輪の軸方向の並進荷重、および、車輪の前後方向の並進荷重の算出は、勿論のこと、上記傾きに基づいて、センサ付き転がり軸受装置に作用しているモーメント荷重（詳しくは、車輪の上下方向のまわりのモーメント荷重と、車輪の前後方向を回りのモーメント荷重）検出するようになっている。
【００４９】
尚、この実施形態では、蓋部材５３側の検出面Ａ１の中央部が、第１環状溝１３４の第２環状溝１３５側の縁に略一致している一方、検出面Ａ２の中央部が、第２環状溝１３５の第１環状溝１３４側の縁に略一致している。しかしながら、軸方向において、蓋部材側の変位センサの検出面Ａ１の一部が、蓋部材側の第１環状溝の一部と重なり、転動体側の変位センサの検出面Ａ２の一部が、転動体側の第２環状溝の一部と重なっていさえすれば、上記実施形態と同様の作用効果を獲得することができる。
【００５０】
図７は、図１に示すセンサ付き転がり軸受装置を、組み立てている途中の状態を示す図である。
【００５１】
以下、主に、図７を参照しながら、この発明の一実施形態のセンサ付き転がり軸受装置の製造方法を説明することにする。
【００５２】
先ず、内軸１の中径軸部２０に内輪２を圧入により外嵌して固定する。次に、内輪２が内軸１に外嵌されてなる内軸アッセンブリに、第１の玉４、第２の玉５および外輪５を組み付ける。
【００５３】
次に、内軸１の小径軸部１９のネジにナット６３を螺合して、ナット６３で内輪２を軸方向の大径軸部２１側に締め付けて、内輪２の軌道溝２８と外輪３の第１軌道溝４４との間の予圧を所定の予圧に設定すると共に、内軸１の軌道溝２３と外輪の第２軌道溝４５との間の予圧を所定の予圧に設定する。
【００５４】
続いて、図７に示すように、ターゲット部材６１の上記一端部を、圧入により、内輪２の円筒外周面２６に外嵌して固定する。その後、図１に７で示すシールド板を、外輪３の内周面の軸方向の小径軸部１９側の端部に圧入により内嵌して固定して、外輪３の内周面の軸方向の小径軸部１９側の端部と、内輪２の軌道肩部２９の円筒外周面との間にラビリンスシールを形成する。
【００５５】
その後、内軸１の車輪取付用のフランジ５０を、図示しないチャック装置でつかんで、このチャック装置を用いて、内軸１にトルクを付与して、内軸１を、第２センター穴３１の中心軸を基準にして、第２センター穴３１の中心軸の回りに回転させる。そして、内軸１が、上記中心軸の回りに回転している状態で、ターゲット部材６１の外周面を切削して、ターゲット部材６１の外周面に、第１環状溝１３４および第２環状部１３５を大まかに形成した後、ターゲット部材６１の外周面を所定の形状に精密に研磨する。
【００５６】
最後に、ケース部材６にセンサ本体６０を固定した後、センサ本体６０が一体となったケース部材６の筒部材５２を、外輪３の外周面に止めネジ５５（図１参照）により固定して、センサ付き転がり軸受装置を形成する。
【００５７】
上記実施形態のセンサ付き転がり軸受の製造方法によれば、内輪２の外周面の一端部である外周円筒面２６に、筒状のターゲット部材６１の内周面の軸方向の一端部を圧入した後に、ターゲット部材６１の外周面を加工するようになっているから、ターゲット部材６１を内輪２に圧入することの影響が、製造後のセンサ付き転がり軸受装置のターゲット部材６１の寸法に及ぶことがなくて、ターゲット部材６１の外周面を、所定の位置に精密に位置決めできる。
【００５８】
すなわち、内輪２の外周面の軸方向の一端部である内周円筒面２６に、ターゲット部材６１の軸方向の一端部を圧入することによって、ターゲット部材６１の内部に大きくて軸方向の位置において均一でない歪みが生じたとしても、ターゲット部材６１が歪んだ状態において加工を行うから、従来、加工を行った後に圧入をおこなった場合に生じていた、圧入が原因となる歪みに起因する外周面の位置決めの精度の悪化が起こることがない。また、加工を行った後に圧入をおこなった場合、内輪の外周面位置の精度に起因して、ターゲット部材の外周面の位置決めの精度が悪くなるが、本発明では、ターゲット部材の圧入の後にターゲット部材の加工を行うから、内輪の外周面位置の精度に起因するターゲット部材の外周面の位置決めの精度の悪化が起こることもない。
【００５９】
また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受の製造方法によれば、内軸１を、略内軸１の中心軸の回りに回転させた状態で、内輪２の外周面の一端部である外周円筒面２６に圧入されたターゲット部材６１の外周面を加工するようになっているから、内軸を回転させずにターゲット部材の外周面を加工した場合と比較して、ターゲット部材６１の外周面の加工時に、センサ付き転がり軸受装置の回転振れを効率よく取り除くことができて、製造後のセンサ付き転がり軸受装置の回転ぶれを抑制できる。
【００６０】
したがって、上記二つの理由より、センサ付き転がり軸受装置の軸方向および径方向の変位や、センサ付き転がり軸受装置に加わっているモーメント荷重の大きさを、精密に測定することができる。
【００６１】
また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受の製造方法によれば、シールド板７で外輪３と内輪２との間を密封した後に、ターゲット部材６１の外周面を加工するようになっているから、加工（研磨を含む）によって生成されるターゲット部材６１の摩耗粉が、第１および第２の玉３,４や軌道溝２３,２８,４４,４５まで到達することがなくて、摩耗粉から第１および第２の玉３,４や軌道溝２３,２８,４４,４５を確実に保護することができる。
【００６２】
また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受の製造方法によれば、ターゲット部材６１の加工時において、上記軸方向に延在して軸方向の長さを有する第２センター穴３１に基づいて、内軸１の回転を行うから、内軸１の回転の基準となる回転中心線を、内軸１の中心軸により正確に一致させ易くなる。したがって、センサ付き転がり軸受装置の回転振れ（芯ずれ）を更に抑制することができる。
【００６３】
また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受の製造方法によれば、上記センサ本体６０、すなわち、第１センサ部材７０および第２センサ部材７１が、予めケース部材６に固定されているから、センサ付き転がり軸受装置の組み立ての際に、ケース部材６を、上述のように外輪１の外周面に固定するだけで、センサ本体６０を、センサ付き転がり軸受装置に固定することができる。したがって、センサ本体６０を、個別に外輪３に取り付ける必要がなく、しかも、外輪３にセンサ装着用の貫通穴等の取付構造を設ける必要もない。また、ケース部材６に対するセンサ本体６０の相対位置が予め確定することになるから、ターゲット部材６１に対するセンサ本体６０の位置決めを正確かつ容易に行うことができる。
【００６４】
尚、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受の製造方法では、ターゲット部材６１を内輪２に圧入した後に、内輪２と外輪３の間の軸方向のターゲット部材６１側の開口を、シールド板６で密封したが、この発明では、内輪２と外輪３の間の軸方向のターゲット部材６１側の開口を密封装置で密封した後に、内輪２の外周面にターゲット部材６１を圧入しても良い。
【００６５】
また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受の製造方法では、内軸２の第２センター穴３１を用いて、内軸１を回転させるときの、内軸１のセンタリングを行ったが、この発明では、内軸の軸方向の端面等、内軸の第２センター穴以外の内軸の部位に基づいて、内軸を回転させるときの、内軸のセンタリングを行っても良い。
【００６６】
また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受の製造方法では、製造されるセンサ付き転がり軸受の転動体が玉であったが、この発明では、製造されるセンサ付き転がり軸受の転動体は、ころであっても良く、ころおよび玉を含んでいても良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態のセンサ付き転がり軸受装置の製造方法で製造されるセンサ付き転がり軸受装置の軸方向の断面図である。
【図２】図１における変位センサの周辺の拡大断面図である。
【図３】変位センサの周方向の配置構成を説明する図である。
【図４】センサ本体に接続されたギャップ検出回路の一例を示す図である。
【図５】変位センサで発生する磁束密度が、大きくなることを模式的に説明する図である。
【図６】第１センサ部材の変位センサの検出面、第２センサ部材の変位センサの検出面、第１環状溝および第２環状溝の位置関係を示す図である。
【図７】図１に示すセンサ付き転がり軸受装置を、組み立てている途中の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 内軸
２ 内輪
３ 外輪
４ 第１の玉
５ 第２の玉
７ シールド板
１０ 変位センサ装置
２０ 中径軸部
２１ 大径軸部
２２ 段部
２３ 軌道溝
２８ 軌道溝
４４ 第１軌道溝
４５ 第２軌道溝
６０ センサ本体
６１ ターゲット部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ付き転がり軸受装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内軸、内輪、外輪および玉を有する転がり軸受装置を組み立てる場合、内軸の測定精度のバラツキ、内輪の測定精度のバラツキ、外輪の測定精度のバラツキ、ボールの規格内における寸法のバラツキ、内軸に内輪を圧入することによる内輪軌道寸法の変化、内軸、内輪、玉および外輪の夫々の温度に依存する寸法の変化などに対応するために、各部品単体の寸法の測定を行う必要がある。
【０００３】
ここで、各部品単体の寸法の測定に、大きな時間を必要とし、このことが、転がり軸受装置の製造時間の短縮をおこなったり、転がり軸受装置の製造コストの低減を行ううえで、障害となっている。
【０００４】
更には、転がり軸受装置の組み立て精度を、更に精度良くすることについての要請が存在する。
【０００５】
また、センサを有するセンサ付き転がり軸受装置の製造方法に関しては、センサの構造が様々であることに対応して、製造方法も千差万別であり、確立した製造方法が存在しないというのが実情である。
【特許文献１】特開平０２−１５９５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、内軸、内輪、外輪、玉および環状の変位センサ装置を備え、上記変位センサ装置が、センシングがされる環状のターゲット部材を有し、かつ、上記ターゲット部材の内周面の軸方向の一端部が、内輪の外周面の軸方向の一端部に圧入される構造の転がり軸受装置について、特に、次に示す課題が存在する。
【０００７】
先ず、各部品単体の寸法の測定に基づいて、各部材を組み付けたとしても、センサ付き転がり軸受装置の回転振れが発生して、変位センサ装置によるターゲット部材の正確なセンシングを遂行することができない場合がある。
【０００８】
更には、各部品単体の寸法の測定に基づいて、各部材を組み付けたとしても、環状のターゲット部材の内周面の軸方向の一端部のみが、内輪の外周面の軸方向の一端部に圧入される構造では、ターゲット部材における内輪に圧入されている部分と、ターゲット部材における内輪に圧入されていない部分との歪みの差が大きくて、圧入後のターゲット部材の軸方向の位置の違いによる径方向の寸法の変化が大きくなって、センサ本体のセンシングの対象であるターゲット部材の外周面の位置の精度が悪くなる場合があることを見出した。そして、ターゲット部材の外周面の位置の精度が悪いことに起因して、センサ付き転がり軸受装置の位置や、センサ付き転がり軸受装置に加わっているモーメント荷重の大きさを、精密に測定することが困難になる場合がある。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、環状のターゲット部材の内周面の軸方向の一端部のみが、内輪の外周面の軸方向の一端部に圧入される構造であっても、センサ付き転がり軸受装置の位置や、センサ付き転がり軸受装置に加わっているモーメント荷重の大きさを、精密に測定することができるセンサ付き転がり軸受装置を製造するセンサ付き転がり軸受装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、この発明のセンサ付き転がり装置の製造方法は、
第１軸部と、この第１軸部に段部を介して連なると共に、上記第１軸部の外径よりも大きい外径を有し、かつ、外周軌道面を有する第２軸部とを有する内軸と、
上記内軸の上記第１軸部に嵌合すると共に、外周面に外周軌道面を有する内輪と、
第１の内周軌道面と第２の内周軌道面とを有する外輪と、
上記第１の内周軌道面と上記内輪の上記外周軌道面との間に配置された第１の転動体と、
上記第２の内周軌道面と上記内軸の上記外周軌道面との間に配置された第２の転動体と、
上記外輪と上記内輪との間を密封する密封装置と、
上記内輪の軸方向において、上記密封装置に対して上記第１の転動体側とは反対側に位置する上記内輪の上記外周面の一端部に、内周面の上記軸方向の一端部のみが外嵌された環状のターゲット部材と、このターゲット部材に上記ターゲット部材の径方向に対向するセンサ本体とを有して、上記ターゲット部材の上記軸方向および上記径方向の変位を検出する変位センサ装置と
を備えるセンサ付き転がり軸受装置を製造するセンサ付き転がり軸受装置の製造方法であって、
上記第１の内周軌道面と、上記内輪の上記外周軌道面との間に第１の転動体を配置すると共に、上記第２の内周軌道面と、上記内軸の上記外周軌道面との間に第２の転動体を配置し、
その後、上記密封装置で上記外輪と上記内輪との間を密封し、
上記内輪の上記外周面の上記一端部に、上記ターゲット部材の上記一端部を圧入し、
上記ターゲット部材の上記一端部が、上記内輪の上記外周面の上記一端部に圧入されると共に、上記外輪と上記内輪との間が、上記密封装置で密封されている状態で、上記内軸を、略上記内軸の中心軸の回りに回転させた上で、上記ターゲット部材の外周面を加工することを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、上記内輪の上記外周面の上記一端部に、上記ターゲット部材の上記一端部を圧入した後に、上記ターゲット部材の外周面を加工するようになっていて、ターゲット部材に圧入に起因する歪みが生じている状態で、上記ターゲット部材の外周面を加工するようになっているから、ターゲット部材を加工した後にターゲット部材を内輪に圧入する場合と比較して、ターゲット部材を内輪に圧入することの影響が、製造後のセンサ付き転がり軸受装置のターゲット部材の寸法に及ぶことがなくて、ターゲット部材を、所定の位置に精密に位置決めできる。
【００１２】
また、本発明によれば、上記内輪の上記外周面の上記一端部に、上記ターゲット部材の上記一端部を圧入した後に、上記内軸を、略上記内軸の中心軸の回りに回転させた状態で、上記ターゲット部材の外周面を加工するようになっているから、内軸を略上記内軸の中心軸の回りに回転させずに、ターゲット部材の外周面を加工した場合と比較して、上記ターゲット部材の外周面の加工時に、センサ付き転がり軸受装置の回転振れを取り除くことができて、製造後のセンサ付き転がり軸受装置に回転ぶれが起こることがない。
【００１３】
したがって、上記２つの理由により、センサ付き転がり軸受装置の位置や、センサ付き転がり軸受装置に加わっているモーメント荷重の大きさを、精密に測定することができる。
【００１４】
また、本発明によれば、上記密封装置で上記外輪と上記内輪との間を密封した後に、上記ターゲット部材の外周面を加工するようになっているから、上記内輪の上記外周面の上記一端部に、上記ターゲット部材の上記一端部を圧入した後に、上記ターゲット部材の外周面を加工を行ったとしても、加工（研磨を含む）によって生成されるターゲット部材の摩耗粉が、転動体や軌道面まで到達することがない。したがって、摩耗粉から転動体や軌道面を確実に保護することができる。
【００１５】
また、一実施形態では、上記内軸は、上記内軸の上記軸方向の一方の側の端面の中央に開口すると共に、上記軸方向に延在するセンター穴を有し、上記内軸を、上記センター穴の位置に基づいて、略上記内軸の中心軸の回りに回転させる。
【００１６】
上記実施形態によれば、上記軸方向に延在して軸方向の長さを有するセンター穴に基づいて、上記内軸の回転を行うから、内軸の回転の基準となる軸を、内軸の中心軸に一致させ易くなる。したがって、センサ付き転がり軸受装置の回転振れ（芯ずれ）を更に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のセンサ付き転がり軸受装置の製造方法によれば、内輪の外周面の軸方向の一端部に、ターゲット部材の内周面の軸方向の一端部を圧入した後に、ターゲット部材の外周面を加工するようになっているから、ターゲット部材を内輪に圧入することの影響が、製造後のセンサ付き転がり軸受装置のターゲット部材の寸法に及ぶことがなくて、ターゲット部材を、所定の位置に精密に位置決めできる。また、上記内輪の上記外周面の上記一端部に、上記ターゲット部材の上記一端部を圧入した後に、上記内軸を、略上記内軸の中心軸の回りに回転させた状態で、上記ターゲット部材の外周面を加工するようになっているから、センサ付き転がり軸受装置の回転振れを取り除くことができて、センサ付き転がり軸受装置の位置や、センサ付き転がり軸受装置に加わっているモーメント荷重の大きさを、精密に測定することができる。
【００１８】
また、本発明によれば、上記密封装置で上記外輪と上記内輪との間を密封した後に、上記ターゲット部材の外周面を加工するようになっているから、上記内輪の上記外周面の上記一端部に、上記ターゲット部材の上記一端部を圧入した後に、上記ターゲット部材の外周面の加工を行ったとしても、加工（研磨を含む）によって生成されるターゲット部材の摩耗粉が、転動体や軌道面まで到達することがなくて、摩耗粉から転動体や軌道面を確実に保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態のセンサ付き転がり軸受装置の製造方法で製造されるセンサ付き転がり軸受装置の軸方向の断面図である。
【００２１】
このセンサ付き転がり軸受装置は、ハブユニットである。このセンサ付き転がり軸受装置は、内軸１、内輪２、外輪３、第１の転動体としての複数の第１の玉４、第２の転動体としての複数の第２の玉５、ケース部材６、密封装置としてのシールド板７、および、変位センサ装置１０を備える。
【００２２】
上記内軸１は、小径軸部１９と、第１軸部としての中径軸部２０と、第２軸部としての大径軸部２１とを有している。上記小径軸部１９の外周面には、ネジが形成されている。上記中径軸部２０は、小径軸部１９に段部１８を介して連なると共に、小径軸部１９の外径よりも大きい外径を有している。上記大径軸部２１は、中径軸部２０の小径軸部１９側とは反対側に位置している。上記大径軸部２１は、中径軸部２０に段部２２を介して連なると共に、中径軸部２０の外径よりも大きい外径を有している。上記大径軸部２１の外周面は、外周軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝２３を有し、この軌道溝２３の外径は、中径軸部２０から離れるにしたがって、大きくなっている。
【００２３】
上記内軸１は、第１センター穴３０と、第２センター穴３１とを有する。上記第１センター穴３０は、内軸１の軸方向の小径軸部１９側の端面の径方向の中央部に、形成されている一方、第２センター穴３１は、内軸１の軸方向の大径軸部２１側の端面の径方向の中央部に、形成されている。第１センター穴３０は、略半球形状である一方、第２センター穴３１は、円筒状の部分を有し、軸方向に所定距離延在している。また、上記内軸１は、軸方向の大径軸部２１側の端部に、車輪（図示せず）を取り付けるための、車輪取付用のフランジ５０を有している。
【００２４】
上記内輪２は、内軸１の中径軸部２０の外周面に外嵌されて固定されている。上記内輪２の軸方向の大径軸部２１側の端面は、上記段部２２に当接している。上記内輪２は、その外周面の大径軸部２１側に、外周軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝２８を有している。この軌道溝２８の外径は、大径軸部２２から離れるにしたがって、大きくなっている。上記内輪２の外周面は、軸方向の大径軸部２１側とは反対側に、円筒外周面２６を有し、この円筒外周面２６は、軌道溝２８の大径軸部２１側とは反対側に位置する軌道肩部２９に段部３０を介して連なっている。軌道肩部２９は、円筒外周面を有している。上記円筒外周面２６の外径は、軌道肩部２９の円筒外周面の外径よりも小さくなっている。
【００２５】
内輪２の軸方向の大径軸部２１側の端面は、段部２２に当接している。図１に示すように、ナット６３は、小径軸部１９のネジに螺合している。内輪２の軸方向の大径軸部２１側とは反対側の端面は、ナット６３の軸方向の大径軸部２１側の端面に当接している。ナット６３を、軸方向の大径軸部２１側に所定距離ネジ込むことにより、内輪２を、内軸１に確実に固定するようになっている。
【００２６】
上記外輪３は、大径軸部２１の径方向の外方に位置している。上記外輪３の内周面は、第１の内周軌道面としてのアンギュラ型の第１軌道溝４４と、第２の内周軌道面としてのアンギュラ型の第２軌道溝４５とを有している。上記複数の第１の玉４は、内輪２の軌道溝２８と、外輪３の第１軌道溝４４との間に、第１保持器４０によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されており、上記複数の第２の玉５は、内軸１の軌道溝２３と、外輪３の第２軌道溝４５との間に、第２保持器４１によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。
【００２７】
上記ケース部材６は、筒部材５２と、円板状の蓋部材５３とで構成されている。筒部材５２の内周面の外輪３側の端部は、外輪３の外周面の小径軸部１９側の端部に止めネジ５５により固定されている。一方、蓋部材５３は、筒部材５２の外輪３側とは反対側の開口を閉塞している。このようにして、センサ付き転がり軸受装置の内部へ異物が侵入するのを防止している。
【００２８】
上記シールド板７は、外輪３の内周面の軸方向の第１軌道溝４４側の端部と、内輪２の軌道肩部２９の円筒外周面との間を、ラビリンスシールにより密閉している。具体的には、上記シールド板７は、断面略Ｌ字状の形状を有し、軸方向延在部と、径方向延在部とを有している。軸方向延在部は、筒形状を有し、軸方向に延在している。一方、上記径方向延在部は、軸方向延在部の一端部から径方向の内方に延在している。上記軸方向延在部の円筒外周面は、外輪３の内周面の小径軸部１９側の端部に内嵌されて固定されている。一方、径方向延在部は、僅かな隙間を介して、軌道肩部２９の円筒外周面に径方向に対向している。
【００２９】
上記変位センサ装置１０は、センサ本体６０と、ターゲット部材６１とを有する。上記センサ本体６０は、筒部材５２の内周面に固定されている。一方、ターゲット部材６１は、筒形状を有している。ターゲット部材６１の軸方向の一端部は、内輪２の円筒外周面２６に圧入によって押しこまれている。換言すると、ターゲット部材６１の上記一端部は、内輪２の外周面の一端部としての円筒外周面２６に外嵌されて固定されている。
【００３０】
図２は、図１における変位センサ装置１０の周辺の拡大断面図である。
【００３１】
図２に示すように、上記センサ本体６０は、第１センサ部材７０と、第２センサ部材７１とを有する。第１および第２センサ部材７０,７１の夫々は、筒部材５２の内周面に固定されている。上記第１センサ部材７０は、第２センサ７１よりも軸方向において蓋部材５３側に位置している。上記第１センサ７０は、第２センサ７１に対して軸方向に間隔において配置されている。
【００３２】
上記第１センサ部材７０は、センサリング８３と、４つの変位センサ８４とを有する一方、第２センサ部材７１は、センサリング９３と、４つの変位センサ９４とを有する。図１に示すように、センサリング８３およびセンサリング９３は、環状のスペーサ５８を介在させた状態で、筒部材５２の鍔部５７に対して止めネジ５９で固定されている。
【００３３】
図示しないが、上記４つの変位センサ８４は、センサリング８３の径方向の内方側の部分に、周方向に所定間隔おきに複数配置されている（本実施形態では、周方向に一定間隔おきに配置されている）一方、４つの変位センサ９４は、センサリング９３の径方向の内方側の部分に、周方向に所定間隔おきに複数配置されている（本実施形態では、周方向に一定間隔おきに配置されている）。
【００３４】
図３は、４つの変位センサ９４の周方向の配置構成を説明する図である。尚、説明しないが、４つの変位センサ８４についても、４つの変位センサ９４と同一の周方向の配置構造を有している。また、図３において、参照番号７０は、図１に７０で示す外輪３のフランジを示している。
【００３５】
図３に示すように、各変位センサ９４は、周方向に互いに近接配置されて対をなすコイル素子１００ａおよびコイル素子１００ｂからなっている。４つの変位センサ９４は、センサ付き転がり軸受装置（この実施形態では、ハブユニット）が所定の位置に設置されている状態で、ターゲット部材６１の最も鉛直上方に位置する部分に径方向に対向する位置、ターゲット部材６１の最も鉛直下方に位置する部分に径方向に対向する位置、ターゲット部材６１における、このセンサ付き転がり軸受装置が取り付けられている車両の最も前方側の位置に径方向に対向する位置、および、ターゲット部材６１における、このセンサ付き転がり軸受装置が取り付けられている車両の最も後方側の位置に径方向に対向する位置に設置されている。尚、４つの変位センサ８４は、４つの変位センサ９４に略軸方向に重なっている。
【００３６】
各組において、対をなすコイル素子１００ａおよびコイル素子１００ｂの夫々は、独立した検出面を有し、対をなすコイル素子１００ａおよびコイル素子１００ｂは、直列に連結されている。センサリング９３は、径方向の内方側の端部に、径方向の内方に突出した一対の磁極９３ａおよび９３ｂを有している。コイル素子１００ａは、磁極９３ａの周囲にコイルを巻き付けてなっている一方、コイル素子１００ｂは、磁極９３ｂの周囲にコイルを巻き付けてなっている。磁極９３ａおよび磁極９３ｂの夫々において、径方向の内方の端面２８は、検出面になっており、この検出面は、ターゲット部材６１の外周面に対して間隔をおいて径方向に対向している。
【００３７】
図４は、上記センサ本体６０に接続されたギャップ検出回路の一例を示す図である。
【００３８】
図４に示すように、鉛直方向に位置する２組のコイル素子１００ａおよびコイル素子１００ｂの夫々は、発振器１３０に接続されている。発振器１３０から一定周期の交流電流が、２組のコイル素子１００ａおよびコイル素子１００ｂに供給されるようになっている。２組のコイル素子１００ａおよびコイル素子１００ｂには、同期用のコンデンサ１３１が並列に接続されている。
【００３９】
そして、一方のコイル素子１００ａおよびコイル素子１００ｂと、他方のコイル素子１００ａおよびコイル素子１００ｂの出力電圧（検出値）を、差動アンプ１３２に入力して、上記同一直線の方向に対応する出力電圧（検出値）とすることにより、温度ドリフトを取り除くようにしている。なお、図示していないが、前後方向に位置する他方の２組のコイル素子１００ａおよびコイル素子１００ｂについても、上記と同様に差動アンプで差を取ることによって温度ドリフトを取り除いている。
【００４０】
上記変位センサ８４,９４の夫々において、コイル素子１００ａ（または、コイル素子１００ｂ）のインダクタンスをＬ、検出面の面積をＡ、透磁率をμ、コイルの巻き数をＮ、検出面からターゲット部材６１までの間隔（ギャップ）をｄとすると、次の式（ａ）が成立する。
【００４１】
Ｌ＝Ａ×μ×Ｎ２／ｄ ・・・（ａ）
ターゲット部材６１までのギャップｄが変化すると、変位センサ２４のインダクタンスＬが変化して出力電圧が変化する。したがって、この出力電圧の変動を検出することにより、変位センサ２４の検出面からターゲット部４までの径方向のギャップを検出することができるのである。
【００４２】
また、上記変位センサ８４,９４の夫々は、ターゲット部材６１に対する独立した検出面を有しかつ対をなすコイル素子１００ａ,１００ｂを直列に連結した構造を有しているから、図５に示すように、一つのコイル素子２００で一つの変位センサを構成する場合と比較して、発生する磁束密度を大きくすることができる。したがって、ターゲット部材６１とのギャップの検出感度を高くすることができる。
【００４３】
再び、図２を参照して、上記ターゲット部材６１の外周面は、第１環状溝１３４と、第２環状溝１３５とを有する。第１環状溝１３４の一部は、変位センサ８４の検出面に径方向に対向する位置に存在しいている一方、第２環状溝１３５の一部は、変位センサ９４の検出面に径方向に対向する位置に存在している。
【００４４】
図６は、変位センサ８４の検出面Ａ１、変位センサ９４の検出面Ａ２、第１環状溝１３４および第２環状溝１３５の位置関係を示す図である。
【００４５】
図６に示すように、軸方向において、検出面Ａ１の中央部は、第１環状溝１３４の第２環状溝１３５側の縁に略一致している一方、検出面Ａ２の中央部は、第２環状溝１３５の第１環状溝１３４側の縁に略一致している。
【００４６】
この状態から仮にターゲット部材６１が軸方向の蓋部材５３側に距離δだけ変位したとすると、検出面Ａ１と第１環状溝１３４との軸方向のラップ長（軸方向の重なっている長さ）が減少する一方、検出面Ａ２と第２環状溝１３５との軸方向のラップ長（軸方向の重なっている長さ）が増大する。このことから、変位センサ８４のギャップの検出値が減少する一方、変位センサ９４のギャップの検出値が増大する。このように、ターゲット部材６１が軸方向に変位すると、変位センサ８４が検出する検出値と、変位センサ９４とが検出する検出値とに差が生じる。
【００４７】
第１環状溝１３４および第２環状部１３５は、ターゲット部材６１が軸方向に移動した場合に、変位センサ８４と変位センサ９４が検出する検出値を正負逆向きに変化させるように、センサ側に対する軸方向位置が設定されている。したがって、変位センサ８４の検出値と、変位センサ９４の検出値の差を取ることにより、内輪２（内軸１）の軸方向の並進量（軸方向の変位であり、軸方向の並進荷重と相関関係がある）を検出できるのである。
【００４８】
上記変位センサ装置１０は、変位センサ８４と変位センサ９４とが軸方向に隣接配置されているから、軸方向の断面において、略軸方向に重なる４組の２つの変位センサ８４,９４において、検出面Ａ１,Ａ２に対するターゲット部材６１の傾きの検出が可能になる。計算については、詳述しないが、上記変位センサ装置１０は、車輪の上下方向の並進荷重、車輪の軸方向の並進荷重、および、車輪の前後方向の並進荷重の算出は、勿論のこと、上記傾きに基づいて、センサ付き転がり軸受装置に作用しているモーメント荷重（詳しくは、車輪の上下方向のまわりのモーメント荷重と、車輪の前後方向を回りのモーメント荷重）検出するようになっている。
【００４９】
尚、この実施形態では、蓋部材５３側の検出面Ａ１の中央部が、第１環状溝１３４の第２環状溝１３５側の縁に略一致している一方、検出面Ａ２の中央部が、第２環状溝１３５の第１環状溝１３４側の縁に略一致している。しかしながら、軸方向において、蓋部材側の変位センサの検出面Ａ１の一部が、蓋部材側の第１環状溝の一部と重なり、転動体側の変位センサの検出面Ａ２の一部が、転動体側の第２環状溝の一部と重なっていさえすれば、上記実施形態と同様の作用効果を獲得することができる。
【００５０】
図７は、図１に示すセンサ付き転がり軸受装置を、組み立てている途中の状態を示す図である。
【００５１】
以下、主に、図７を参照しながら、この発明の一実施形態のセンサ付き転がり軸受装置の製造方法を説明することにする。
【００５２】
先ず、内軸１の中径軸部２０に内輪２を圧入により外嵌して固定する。次に、内輪２が内軸１に外嵌されてなる内軸アッセンブリに、第１の玉４、第２の玉５および外輪５を組み付ける。
【００５３】
次に、内軸１の小径軸部１９のネジにナット６３を螺合して、ナット６３で内輪２を軸方向の大径軸部２１側に締め付けて、内輪２の軌道溝２８と外輪３の第１軌道溝４４との間の予圧を所定の予圧に設定すると共に、内軸１の軌道溝２３と外輪の第２軌道溝４５との間の予圧を所定の予圧に設定する。
【００５４】
続いて、図７に示すように、ターゲット部材６１の上記一端部を、圧入により、内輪２の円筒外周面２６に外嵌して固定する。その後、図１に７で示すシールド板を、外輪３の内周面の軸方向の小径軸部１９側の端部に圧入により内嵌して固定して、外輪３の内周面の軸方向の小径軸部１９側の端部と、内輪２の軌道肩部２９の円筒外周面との間にラビリンスシールを形成する。
【００５５】
その後、内軸１の車輪取付用のフランジ５０を、図示しないチャック装置でつかんで、このチャック装置を用いて、内軸１にトルクを付与して、内軸１を、第２センター穴３１の中心軸を基準にして、第２センター穴３１の中心軸の回りに回転させる。そして、内軸１が、上記中心軸の回りに回転している状態で、ターゲット部材６１の外周面を切削して、ターゲット部材６１の外周面に、第１環状溝１３４および第２環状部１３５を大まかに形成した後、ターゲット部材６１の外周面を所定の形状に精密に研磨する。
【００５６】
最後に、ケース部材６にセンサ本体６０を固定した後、センサ本体６０が一体となったケース部材６の筒部材５２を、外輪３の外周面に止めネジ５５（図１参照）により固定して、センサ付き転がり軸受装置を形成する。
【００５７】
上記実施形態のセンサ付き転がり軸受の製造方法によれば、内輪２の外周面の一端部である外周円筒面２６に、筒状のターゲット部材６１の内周面の軸方向の一端部を圧入した後に、ターゲット部材６１の外周面を加工するようになっているから、ターゲット部材６１を内輪２に圧入することの影響が、製造後のセンサ付き転がり軸受装置のターゲット部材６１の寸法に及ぶことがなくて、ターゲット部材６１の外周面を、所定の位置に精密に位置決めできる。
【００５８】
すなわち、内輪２の外周面の軸方向の一端部である内周円筒面２６に、ターゲット部材６１の軸方向の一端部を圧入することによって、ターゲット部材６１の内部に大きくて軸方向の位置において均一でない歪みが生じたとしても、ターゲット部材６１が歪んだ状態において加工を行うから、従来、加工を行った後に圧入をおこなった場合に生じていた、圧入が原因となる歪みに起因する外周面の位置決めの精度の悪化が起こることがない。また、加工を行った後に圧入をおこなった場合、内輪の外周面位置の精度に起因して、ターゲット部材の外周面の位置決めの精度が悪くなるが、本発明では、ターゲット部材の圧入の後にターゲット部材の加工を行うから、内輪の外周面位置の精度に起因するターゲット部材の外周面の位置決めの精度の悪化が起こることもない。
【００５９】
また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受の製造方法によれば、内軸１を、略内軸１の中心軸の回りに回転させた状態で、内輪２の外周面の一端部である外周円筒面２６に圧入されたターゲット部材６１の外周面を加工するようになっているから、内軸を回転させずにターゲット部材の外周面を加工した場合と比較して、ターゲット部材６１の外周面の加工時に、センサ付き転がり軸受装置の回転振れを効率よく取り除くことができて、製造後のセンサ付き転がり軸受装置の回転ぶれを抑制できる。
【００６０】
したがって、上記二つの理由より、センサ付き転がり軸受装置の軸方向および径方向の変位や、センサ付き転がり軸受装置に加わっているモーメント荷重の大きさを、精密に測定することができる。
【００６１】
また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受の製造方法によれば、シールド板７で外輪３と内輪２との間を密封した後に、ターゲット部材６１の外周面を加工するようになっているから、加工（研磨を含む）によって生成されるターゲット部材６１の摩耗粉が、第１および第２の玉３,４や軌道溝２３,２８,４４,４５まで到達することがなくて、摩耗粉から第１および第２の玉３,４や軌道溝２３,２８,４４,４５を確実に保護することができる。
【００６２】
また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受の製造方法によれば、ターゲット部材６１の加工時において、上記軸方向に延在して軸方向の長さを有する第２センター穴３１に基づいて、内軸１の回転を行うから、内軸１の回転の基準となる回転中心線を、内軸１の中心軸により正確に一致させ易くなる。したがって、センサ付き転がり軸受装置の回転振れ（芯ずれ）を更に抑制することができる。
【００６３】
また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受の製造方法によれば、上記センサ本体６０、すなわち、第１センサ部材７０および第２センサ部材７１が、予めケース部材６に固定されているから、センサ付き転がり軸受装置の組み立ての際に、ケース部材６を、上述のように外輪１の外周面に固定するだけで、センサ本体６０を、センサ付き転がり軸受装置に固定することができる。したがって、センサ本体６０を、個別に外輪３に取り付ける必要がなく、しかも、外輪３にセンサ装着用の貫通穴等の取付構造を設ける必要もない。また、ケース部材６に対するセンサ本体６０の相対位置が予め確定することになるから、ターゲット部材６１に対するセンサ本体６０の位置決めを正確かつ容易に行うことができる。
【００６４】
尚、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受の製造方法では、ターゲット部材６１を内輪２に圧入した後に、内輪２と外輪３の間の軸方向のターゲット部材６１側の開口を、シールド板６で密封したが、この発明では、内輪２と外輪３の間の軸方向のターゲット部材６１側の開口を密封装置で密封した後に、内輪２の外周面にターゲット部材６１を圧入しても良い。
【００６５】
また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受の製造方法では、内軸２の第２センター穴３１を用いて、内軸１を回転させるときの、内軸１のセンタリングを行ったが、この発明では、内軸の軸方向の端面等、内軸の第２センター穴以外の内軸の部位に基づいて、内軸を回転させるときの、内軸のセンタリングを行っても良い。
【００６６】
また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受の製造方法では、製造されるセンサ付き転がり軸受の転動体が玉であったが、この発明では、製造されるセンサ付き転がり軸受の転動体は、ころであっても良く、ころおよび玉を含んでいても良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態のセンサ付き転がり軸受装置の製造方法で製造されるセンサ付き転がり軸受装置の軸方向の断面図である。
【図２】図１における変位センサの周辺の拡大断面図である。
【図３】変位センサの周方向の配置構成を説明する図である。
【図４】センサ本体に接続されたギャップ検出回路の一例を示す図である。
【図５】変位センサで発生する磁束密度が、大きくなることを模式的に説明する図である。
【図６】第１センサ部材の変位センサの検出面、第２センサ部材の変位センサの検出面、第１環状溝および第２環状溝の位置関係を示す図である。
【図７】図１に示すセンサ付き転がり軸受装置を、組み立てている途中の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 内軸
２ 内輪
３ 外輪
４ 第１の玉
５ 第２の玉
７ シールド板
１０ 変位センサ装置
２０ 中径軸部
２１ 大径軸部
２２ 段部
２３ 軌道溝
２８ 軌道溝
４４ 第１軌道溝
４５ 第２軌道溝
６０ センサ本体
６１ ターゲット部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軸部と、この第１軸部に段部を介して連なると共に、上記第１軸部の外径よりも大きい外径を有し、かつ、外周軌道面を有する第２軸部とを有する内軸と、
上記内軸の上記第１軸部に嵌合すると共に、外周面に外周軌道面を有する内輪と、
第１の内周軌道面と第２の内周軌道面とを有する外輪と、
上記第１の内周軌道面と上記内輪の上記外周軌道面との間に配置された第１の転動体と、
上記第２の内周軌道面と上記内軸の上記外周軌道面との間に配置された第２の転動体と、
上記外輪と上記内輪との間を密封する密封装置と、
上記内輪の軸方向において、上記密封装置に対して上記第１の転動体側とは反対側に位置する上記内輪の上記外周面の一端部に、内周面の上記軸方向の一端部のみが外嵌された環状のターゲット部材と、このターゲット部材に上記ターゲット部材の径方向に対向するセンサ本体とを有して、上記ターゲット部材の上記軸方向および上記径方向の変位を検出する変位センサ装置と
を備えるセンサ付き転がり軸受装置を製造するセンサ付き転がり軸受装置の製造方法であって、
上記第１の内周軌道面と、上記内輪の上記外周軌道面との間に第１の転動体を配置すると共に、上記第２の内周軌道面と、上記内軸の上記外周軌道面との間に第２の転動体を配置し、
その後、上記密封装置で上記外輪と上記内輪との間を密封し、
上記内輪の上記外周面の上記一端部に、上記ターゲット部材の上記一端部を圧入し、
上記ターゲット部材の上記一端部が、上記内輪の上記外周面の上記一端部に圧入されると共に、上記外輪と上記内輪との間が、上記密封装置で密封されている状態で、上記内軸を、略上記内軸の中心軸の回りに回転させた上で、上記ターゲット部材の外周面を加工することを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサ付き転がり軸受装置の製造方法において、
上記内軸は、上記内軸の上記軸方向の一方の側の端面の中央に開口すると共に、上記軸方向に延在するセンター穴を有し、
上記内軸を、上記センター穴の位置に基づいて、略上記内軸の中心軸の回りに回転させることを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置の製造方法。
【請求項１】
第１軸部と、この第１軸部に段部を介して連なると共に、上記第１軸部の外径よりも大きい外径を有し、かつ、外周軌道面を有する第２軸部とを有する内軸と、
上記内軸の上記第１軸部に嵌合すると共に、外周面に外周軌道面を有する内輪と、
第１の内周軌道面と第２の内周軌道面とを有する外輪と、
上記第１の内周軌道面と上記内輪の上記外周軌道面との間に配置された第１の転動体と、
上記第２の内周軌道面と上記内軸の上記外周軌道面との間に配置された第２の転動体と、
上記外輪と上記内輪との間を密封する密封装置と、
上記内輪の軸方向において、上記密封装置に対して上記第１の転動体側とは反対側に位置する上記内輪の上記外周面の一端部に、内周面の上記軸方向の一端部のみが外嵌された環状のターゲット部材と、このターゲット部材に上記ターゲット部材の径方向に対向するセンサ本体とを有して、上記ターゲット部材の上記軸方向および上記径方向の変位を検出する変位センサ装置と
を備えるセンサ付き転がり軸受装置を製造するセンサ付き転がり軸受装置の製造方法であって、
上記第１の内周軌道面と、上記内輪の上記外周軌道面との間に第１の転動体を配置すると共に、上記第２の内周軌道面と、上記内軸の上記外周軌道面との間に第２の転動体を配置し、
その後、上記密封装置で上記外輪と上記内輪との間を密封し、
上記内輪の上記外周面の上記一端部に、上記ターゲット部材の上記一端部を圧入し、
上記ターゲット部材の上記一端部が、上記内輪の上記外周面の上記一端部に圧入されると共に、上記外輪と上記内輪との間が、上記密封装置で密封されている状態で、上記内軸を、略上記内軸の中心軸の回りに回転させた上で、上記ターゲット部材の外周面を加工することを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサ付き転がり軸受装置の製造方法において、
上記内軸は、上記内軸の上記軸方向の一方の側の端面の中央に開口すると共に、上記軸方向に延在するセンター穴を有し、
上記内軸を、上記センター穴の位置に基づいて、略上記内軸の中心軸の回りに回転させることを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２７５１０７（Ｐ２００８−２７５１０７Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１２０９８４（Ｐ２００７−１２０９８４）
【出願日】平成１９年５月１日（２００７．５．１）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１日（２００７．５．１）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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