転がり軸受ユニットの状態量測定装置
【課題】状態量の算出を行なう演算器を転がり軸受ユニットと一体に設けた場合にも、自動車への組み付け状態で、上記演算器が、雨水、泥水、塵芥、及び高熱等に曝らされて故障すると言った事態を回避できる構造を実現する。
【解決手段】上記演算器である電子回路基板１０を、外輪１の軸方向内端開口を塞ぐ為にこの軸方向内端部に固定した有底円筒状のカバー５ａの内側に配置する。又、上記電子回路基板１０の周囲を、センサホルダ９ａと熱硬化性樹脂２３等とにより覆う。この様な構造を採用する事により、上記課題を解決する。
【解決手段】上記演算器である電子回路基板１０を、外輪１の軸方向内端開口を塞ぐ為にこの軸方向内端部に固定した有底円筒状のカバー５ａの内側に配置する。又、上記電子回路基板１０の周囲を、センサホルダ９ａと熱硬化性樹脂２３等とにより覆う。この様な構造を採用する事により、上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る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。更に、この求めた状態量を、自動車等の車両の走行安定性確保を図る為に利用する。
【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４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１〜４の右側。反対に、車両の幅方向外側となる、図１〜４の左側を、軸方向に関して「外」と言う。本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。）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。又、上記外輪１の軸方向内端開口を塞ぐ有底円筒状のカバー５の内側に、合成樹脂製のセンサホルダ９を介して１対のセンサ６ａ、６ｂを支持固定すると共に、これら両センサ６ａ、６ｂの検出部を、上記エンコーダ４の被検出面である外周面に近接対向させている。このエンコーダ４は、芯金７とエンコーダ本体８とを組み合わせて成る。このうちの芯金７は、軟鋼板等の磁性金属板により、断面クランク形で全体を段付円筒状に構成している。又、上記エンコーダ本体８は、上記芯金７のうちで大径側部分の外周面の全周に円筒状の未着磁の磁性部材を添着固定した後、この磁性部材に着磁する事により構成している。
【０００５】
被検出面である、上記エンコーダ本体８の外周面には、Ｓ極とＮ極とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置している。円周方向に隣り合うＳ極とＮ極との境界は、上記外周面の軸方向に対して所定方向に所定角度で漸次変化している。又、変化する方向は、この外周面の軸方向片半部と他半部とで、互いに逆にしている。従って、上記Ｓ極と上記Ｎ極とは、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。
【０００６】
又、上記両センサ６ａ、６ｂ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。そして、これら両センサ６ａ、６ｂのうち、一方のセンサ６ａの検出部を上記エンコーダ本体８の外周面の軸方向片半部に、他方のセンサ６ｂの検出部を同じく軸方向他半部に、それぞれ近接対向させている。上記外輪１と上記ハブ２との間にアキシアル荷重が作用しない状態で、上記Ｓ極と上記Ｎ極との軸方向中央部で円周方向に関して最も突出した部分が、上記両センサ６ａ、６ｂの検出部同士の間の丁度中央位置に存在する様に、各部材の軸方向の設置位置を規制している。同じ状態で、上記両センサ６ａ、６ｂの検出部と、上記エンコーダ本体８の外周面の変化の位相との関係が所定通りになる様に、上記両センサ６ａ、６ｂの円周方向の設置位置を規制している。
【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、上記外輪１とハブ２との間にアキシアル荷重が作用すると、上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号が変化する位相がずれる。即ち、上記外輪１とハブ２との間にアキシアル荷重が作用しておらず、これら外輪１とハブ２とが相対変位していない、中立状態では、上記両センサ６ａ、６ｂの検出部は、上記エンコーダ４の外周面で、上記最も突出した部分から軸方向に同じだけずれた部分に対向する。従って、上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号の位相は、上記所定の関係により定まる通り、一致若しくは所定値だけずれる。これに対し、上記エンコーダ４を固定したハブ２にアキシアル荷重が作用した場合には、上記両センサ６ａ、６ｂの検出部は、このアキシアル荷重の作用方向に応じた方向に、このアキシアル荷重の大きさに応じた分だけずれた部分に対向する。この状態では上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号の位相は、上記アキシアル荷重の作用方向に応じた方向に、このアキシアル荷重の大きさに応じた分だけずれる。
【０００８】
この様に、上述した従来構造の場合には、上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号の位相が、上記外輪１とハブ２との間に加わるアキシアル荷重の作用方向（これら外輪１とハブ２とのアキシアル方向の相対変位の方向）に応じた向きにずれる。又、このアキシアル荷重（相対変位）により上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号の位相がずれる程度は、このアキシアル荷重（相対変位）が大きくなる程大きくなる。従って、上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号の位相ずれの有無、ずれが存在する場合にはその向き及び大きさに基づいて、上記外輪１とハブ２とのアキシアル方向の相対変位の向き及び大きさ、並びに、これら外輪１とハブ２との間に作用しているアキシアル荷重の作用方向及び大きさを求められる。尚、上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて上記アキシアル方向の相対変位及び荷重を算出する処理は、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。
【０００９】
尚、上述した従来構造の１例の場合には、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。
【００１０】
ところで、上述の図４に示した従来構造、及び、上記特許文献２〜３及び特願２００６−３４５８４９に記載された構造の場合には、外輪１とハブ２との間の状態量（相対変位、外力）を算出する、図示しない演算器を、転がり軸受ユニットと別体にする構成を採用している。この様な構成を採用する場合には、自動車への組み付け時に、上記演算器を、車体の一部で上記転がり軸受ユニットから離隔した部分に設置する。これに対し、上記演算器を、上記転がり軸受ユニットと一体にする構成を採用すれば、これら演算器と転がり軸受ユニットとの、出荷時や自動車への組み付け時の取り扱い性を向上させる事ができる。例えば、各転がり軸受ユニット毎に異なる、前記両センサ６ａ、６ｂの出力信号同士の間の位相差と上記状態量との関係である、零点とゲインとを上記演算器のメモリ中に記憶させる作業が容易になる。
【００１１】
ところが、上記転がり軸受ユニットは、雨水、泥水、塵芥等に曝らされる、非清浄空間に設置される。又、上記転がり軸受ユニットを構成するハブ２の軸方向外端部には、車輪と共に、制動装置を構成するブレーキディスク等の制動用回転部材を支持固定する。即ち、上記転がり軸受ユニットは、制動時に発生する摩擦熱（高熱）の発生源近傍に配置される。これに対し、上記演算器は、雨水、泥水、塵芥、及び高温等に弱く、これらに曝らされると故障して、状態量の演算を行なえなくなる可能性がある。この為、上記演算器を上記転がり軸受ユニットと一体的に構成する場合には、自動車への組み付け状態で、この演算器が、雨水、泥水、塵芥、及び高温等に曝らされて故障すると言った事態を回避できる構造を実現する必要がある。
【００１２】
【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】
【００１３】
本発明の転がり軸受ユニットの状態量測定装置は、上述の様な事情に鑑み、状態量の算出を行なう演算器を転がり軸受ユニットと一体に設けた場合にも、自動車への組み付け状態で、この演算器が、雨水、泥水、塵芥、及び高熱等に曝らされて故障すると言った事態を回避できる構造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】
【００１４】
本発明の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、使用時に車両の懸架装置に結合固定した状態で回転しない外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有し、使用時に車輪及び制動用回転部材を軸方向外端部に支持固定した状態で回転するハブと、上記両列の外輪軌道と上記両列の内輪軌道との間に、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、上記ハブの軸方向内端部に、このハブと同心に支持固定されたもので、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、上記外輪の軸方向内端部開口を塞ぐ為にこの軸方向内端部に固定した有底円筒状のカバー内に、合成樹脂製のセンサホルダを介して保持されていて、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、少なくとも一方の状態量を算出する機能を有する。
特に、本発明の転がり軸受ユニットの状態量測定装置に於いては、上記演算器を、上記状態量を算出する機能を有する電子回路基板とし、且つ、この電子回路基板を、上記センサホルダと共に上記カバー内に保持している。
【００１５】
上述の様な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、上記カバーを金属製とし、上記電子回路基板を、このカバー内の軸方向内端部に（より好ましくは、このカバーを構成する底板部に接触させた状態で）配置する。
より好ましくは、請求項３に記載した様に、上記電子回路基板を、上記カバーと上記センサホルダとにより周囲を囲まれた空間内に配置する。
更に好ましくは、請求項４に記載した様に、上記電子回路基板の表面を、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂により覆う。
【発明の効果】
【００１６】
上述の様に構成する本発明の転がり軸受ユニットの状態量測定装置の場合には、演算器である電子回路基板を、外輪の軸方向内端部開口を塞ぐ為にこの軸方向内端部に固定したカバー内に保持している。この為、上記電子回路基板が、雨水、泥水、塵芥等に曝らされる事を有効に防止できる。又、上記カバーの固定個所である、上記外輪の軸方向内端部は、制動用回転部材の固定個所である、ハブの軸方向外端部から、軸方向に十分に離れている。この為、制動時に上記制動用回転部材で発生した摩擦熱が上記電子回路基板に及ぼす影響を少なくできる。従って、本発明の場合には、演算器である電子回路基板を転がり軸受ユニットと一体に設けた構造でありながら、この電子回路基板が、雨水、泥水、塵芥、及び高熱等に曝らされる事を有効に防止できる。
【００１７】
又、請求項２に記載した構造を採用する場合には、上記電子回路基板を上記カバー内の軸方向内端部に配置する為、状態量の演算を行なう事に伴って発熱する、上記電子回路基板の放熱性を良好にできる。即ち、上記カバー内のうちの、軸方向内端部は、軸方向外端部乃至中間部に比べて、外部空間に近い部分である。この為、上記電子回路基板の放熱性を良好にできる。又、請求項２に記載した構造を採用する場合に、上記電子回路基板を、金属製である、上記カバーを構成する底板部に接触させた状態で配置すれば、この電子回路基板からこの底板部への熱伝導が良好に行なわれて、この電子回路基板の放熱性が十分に良好になると共に、上記電子回路基板と上記制動用回転部材との間隔が十分に広くなって、この制動用回転部材で発生した摩擦熱が上記電子回路基板に及ぼす影響を十分に少なくできる。
【００１８】
又、請求項３〜４に記載した構造を採用すれば、仮に、上記外輪と上記カバーとの嵌合部を通じて、このカバー内に水が侵入した場合でも、上記電子回路基板の防水性を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［実施の形態の第１例］
図１は、請求項１、２、４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、本例の特徴は、演算器である、状態量の算出機能を有する電子回路基板１０を、転がり軸受ユニットと一体的に（カバー５ａを介して結合した状態で）設ける点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図４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。
【００２０】
本例の場合、金属板製のカバー５ａの内側に保持する合成樹脂製のセンサホルダ９ａは、軸方向中間部に存在する円板部１１と、この円板部１１の外周縁部分から軸方向外方に突出する円筒状部１２と、上記円板部１１の軸方向内側面の中央部から軸方向内方に突出する、段付円筒状の外周面を有するコネクタ部１３とを備える。この様なセンサホルダ９ａは、上記コネクタ部１３の先端部乃至中間部（小径部）を、上記カバー５ａを構成する底板部１４の中央部に設けた通孔１５を通じて、このカバー５ａの外側（軸方向内側）に突出させると共に、上記円板部１１の軸方向内側面のうち上記コネクタ部１３の周囲部分を、上記底板部１４の内面（軸方向外側面）に接触させた状態で、上記円筒状部１２を、上記カバー５ａを構成する円筒状部１６にがたつきなく内嵌している。又、この状態で、上記コネクタ部１３の基端部（大径部）外周面に形成した係止凹溝１７に係止したＯリング１８を、上記通孔１５の周囲に存在する円筒部１９の内周面に弾性的に当接させる事により、この円筒部１９の内周面と上記コネクタ部１３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９ａを構成する円板部１１及び円筒状部１２と、上記カバー５ａを構成する底板部１４及び円筒状部１６との接触部を、それぞれ接着固定している。
【００２１】
又、上記センサホルダ９ａを構成する円筒状部１２には、１対のセンサ６ａ、６ｂ、及び、これら各センサ６ａ、６ｂにそれぞれ複数本ずつ接続したセンサリード（導体）２０、２０を包埋している。又、上記センサホルダ９ａを構成する円板部１１の径方向外端部には、複数本の中継リード（導体）２１の先端部乃至中間部を包埋すると共に、これら各中継リード２１の先端部を、それぞれ上記各センサリード２０、２０の先端部に導通させている。この状態で、上記各中継リード２１の基端部は、それぞれ上記円板部１１の軸方向外側面の径方向外端部から軸方向に突出させている。又、上記センサホルダ９ａを構成するコネクタ部１３及び円板部１１の径方向中央寄り部分には、複数本のコネクタリード（導体端子）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の基端部を、それぞれ上記円板部１１の軸方向外側面の径方向中央寄り部分から軸方向に突出させている。
【００２２】
又、本例の場合には、演算器として機能する電子回路基板１０を、上記カバー５ａの内側の軸方向内端部に保持している。具体的には、この電子回路基板１０を、上記センサホルダ９ａの内側の奥端部にがたつきなく内嵌すると共に、このセンサホルダ９ａを構成する円板部１１に対し、ねじ止め等により固定している。又、この状態で、上記各中継リード２１の基端部、及び、上記各コネクタリード２２、２２の基端部を、それぞれ上記電子回路基板１０に対し、ハンダ付け等により電気的に接続している。これにより、上記各センサリード２０、２０及び上記各中継リード２１のうちの一部のリードを通じて、上記各センサ６ａ、６ｂの出力信号を上記電子回路基板１０に送信可能とし、且つ、上記各コネクタリード２２、２２のうちの一部のリードを通じて、上記電子回路基板１０で算出した状態量を（必要に応じて上記各センサ６ａ、６ｂの出力信号と共に）車体側のＡＢＳコントローラ等に送信可能としている。これと共に、上記各コネクタリード２２、２２のうちの他の一部のリード、並びに、上記各中継リード２１及び上記各センサリード２０、２０のうちの他の一部のリードを通じて、それぞれ上記電子回路基板１０及び上記各センサ６ａ、６ｂに対し、必要な電力の供給を可能としている。
【００２３】
又、本例の場合には、上述の様に電子回路基板１０をセンサホルダ９ａの内側に設置した後、この電子回路基板１０の軸方向外側面に、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂２３を被覆している。尚、本例の場合、転がり軸受ユニットを構成するハブ２ａの中心部には、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５ａ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。
【００２４】
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の場合には、演算器である電子回路基板１０を、外輪１の軸方向内端部開口を塞ぐ為にこの軸方向内端部に固定したカバー５ａの内側に保持している。この為、上記電子回路基板１０が、雨水、泥水、塵芥等に曝らされる事を有効に防止できる。又、本例の場合には、この電子回路基板１０の軸方向外側面を、熱硬化性樹脂２３により覆っている。この為、仮に、上記外輪１と上記カバー５ａとの嵌合部、或はハブ２ａとキャップ２５との嵌合部を通じて、このカバー５ａの内側に水が侵入した場合でも、上記電子回路基板１０の防水性を確保できる。又、上記カバー５ａの固定個所である、上記外輪１の軸方向内端部は、ブレーキディスク等の制動用回転部材の固定個所である、ハブ２ａの軸方向外端部から、軸方向に十分に離れている。しかも本例の場合には、上記カバー５ａの内側のうちで、上記制動用回転部材の固定個所から軸方向に最も離れた軸方向位置である、軸方向内端部に、上記電子回路基板１０を配置している。この為、制動時に上記制動用回転部材で発生した摩擦熱が上記電子回路基板１０に及ぼす影響を十分に少なくできる。従って、本例の場合には、演算器である電子回路基板１０を転がり軸受ユニットと一体に設けた構造でありながら、この電子回路基板１０が、雨水、泥水、塵芥、及び高熱等に曝らされる事を有効に防止できる。
【００２５】
又、本例の場合には、上述した様に、上記電子回路基板１０を上記カバー５ａの内側の軸方向内端部に配置する為、状態量の演算を行なう事に伴って発熱する、上記電子回路基板１０の放熱性を良好にできる。即ち、上記カバー５ａの内側のうちの、軸方向内端部は、軸方向外端部乃至中間部に比べて、外部空間に近い部分である。この為、上記電子回路基板１０の放熱性を良好にできる。
【００２６】
［実施の形態の第２例］
図２は、請求項１〜４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、センサホルダ９ｂを構成する円板部１１ａの軸方向外側面のうち、コネクタ部１３の周囲部分に、円環状の凹部２６を形成している。そして、この凹部２６の内側部分、即ち、図示の様に上記センサホルダ９ｂをカバー５ｂの内側に組み付けた状態で、これらセンサホルダ９ｂとカバー５ｂとにより周囲を囲まれた部分に、演算器である電子回路基板１０ａを配置している。そして、この状態で、この電子回路基板１０ａに対し、複数本のセンサリード２０、２０の端部と、図示しない複数本のコネクタリードの端部とを、それぞれハンダ付け等により電気的に接続すると共に、上記電子回路基板１０ａを上記円板部１１ａに対し、ねじ止め等により固定している。更に、この電子回路基板１０ａの軸方向内側面に、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂２３ａを被覆している。
【００２７】
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の場合には、電子回路基板１０ａを、センサホルダ９ｂとカバー５ｂとにより周囲を囲まれた部分に配置している。この為、仮に、外輪１と上記カバー５ｂとの嵌合部を通じてこのカバー５ｂの内側に水が侵入した場合でも、上記電子回路基板１０ａの防水性を十分に確保できる。又、本例の場合には、上記電子回路基板１０ａを、上記カバー５ｂを構成する底板部１４に隣接した部分に配置している。この為、上記電子回路基板１０ａで発生した熱を、上記底板部１４を通じて外部空間に放出し易くできる。即ち、上記電子回路基板１０ａの放熱性を十分に良好にできる。その他の部分の構造及び作用は、上述した第１例の場合とほぼ同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する図示並びに説明は省略する。
【００２８】
［実施の形態の第３例］
図３も、請求項１〜４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、センサホルダ９ｃの円板部１１ｂに形成した凹部２６ａの底面の径方向外端部に、より深い第二の凹部２７を形成している。これと共に、１対のセンサ６ａ、６ｂと電子回路基板１０ａとの間に接続した複数本のセンサリード２０ａ、２０ａの一部分で、上記第二の凹部２７の内側に存在する部分を、軸方向に関する若干の伸張を可能とした伸張可能部２８としている。本例の場合には、この伸張可能部２８として、軸方向中間部が軸方向両側部分に対して傾斜した構造を採用している。そして、この様な構成を採用する事により、上記センサホルダ９ｃが熱膨張して、上記両センサ６ａ、６ｂと上記電子回路基板１０ａとの間隔が軸方向に広がった場合に、上記各センサリード２０ａ、２０ａの伸張可能部２８が伸張して、これら各センサリード２０ａ、２０ａの内部に発生する引張応力を緩和できる様にしている。又、本例の場合には、カバー５ｃの円筒部１９の内周面側に、Ｏリング１８を係止している。その他の部分の構造及び作用は、上述した第２例の場合とほぼ同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。
【図２】同第２例を示す、要部拡大図。
【図３】同第３例を示す、要部拡大図。
【図４】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】
【００３０】
１ 外輪
２、２ａ ハブ
３ 転動体
４ エンコーダ
５、５ａ、５ｂ、５ｃ カバー
６ａ、６ｂ センサ
７ 芯金
８ エンコーダ本体
９、９ａ〜９ｃ センサホルダ
１０、１０ａ 電子回路基板
１１、１１ａ、１１ｂ 円板部
１２ 円筒状部
１３ コネクタ部
１４ 底板部
１５ 通孔
１６ 円筒状部
１７ 係止凹溝
１８ Ｏリング
１９ 円筒部
２０、２０ａ センサリード
２１ 中継リード
２２ コネクタリード
２３、２３ａ 熱硬化性樹脂
２４ 中心孔
２５ キャップ
２６、２６ａ 凹部
２７ 第二の凹部
２８ 伸張可能部
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る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。更に、この求めた状態量を、自動車等の車両の走行安定性確保を図る為に利用する。
【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４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１〜４の右側。反対に、車両の幅方向外側となる、図１〜４の左側を、軸方向に関して「外」と言う。本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。）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。又、上記外輪１の軸方向内端開口を塞ぐ有底円筒状のカバー５の内側に、合成樹脂製のセンサホルダ９を介して１対のセンサ６ａ、６ｂを支持固定すると共に、これら両センサ６ａ、６ｂの検出部を、上記エンコーダ４の被検出面である外周面に近接対向させている。このエンコーダ４は、芯金７とエンコーダ本体８とを組み合わせて成る。このうちの芯金７は、軟鋼板等の磁性金属板により、断面クランク形で全体を段付円筒状に構成している。又、上記エンコーダ本体８は、上記芯金７のうちで大径側部分の外周面の全周に円筒状の未着磁の磁性部材を添着固定した後、この磁性部材に着磁する事により構成している。
【０００５】
被検出面である、上記エンコーダ本体８の外周面には、Ｓ極とＮ極とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置している。円周方向に隣り合うＳ極とＮ極との境界は、上記外周面の軸方向に対して所定方向に所定角度で漸次変化している。又、変化する方向は、この外周面の軸方向片半部と他半部とで、互いに逆にしている。従って、上記Ｓ極と上記Ｎ極とは、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。
【０００６】
又、上記両センサ６ａ、６ｂ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。そして、これら両センサ６ａ、６ｂのうち、一方のセンサ６ａの検出部を上記エンコーダ本体８の外周面の軸方向片半部に、他方のセンサ６ｂの検出部を同じく軸方向他半部に、それぞれ近接対向させている。上記外輪１と上記ハブ２との間にアキシアル荷重が作用しない状態で、上記Ｓ極と上記Ｎ極との軸方向中央部で円周方向に関して最も突出した部分が、上記両センサ６ａ、６ｂの検出部同士の間の丁度中央位置に存在する様に、各部材の軸方向の設置位置を規制している。同じ状態で、上記両センサ６ａ、６ｂの検出部と、上記エンコーダ本体８の外周面の変化の位相との関係が所定通りになる様に、上記両センサ６ａ、６ｂの円周方向の設置位置を規制している。
【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、上記外輪１とハブ２との間にアキシアル荷重が作用すると、上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号が変化する位相がずれる。即ち、上記外輪１とハブ２との間にアキシアル荷重が作用しておらず、これら外輪１とハブ２とが相対変位していない、中立状態では、上記両センサ６ａ、６ｂの検出部は、上記エンコーダ４の外周面で、上記最も突出した部分から軸方向に同じだけずれた部分に対向する。従って、上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号の位相は、上記所定の関係により定まる通り、一致若しくは所定値だけずれる。これに対し、上記エンコーダ４を固定したハブ２にアキシアル荷重が作用した場合には、上記両センサ６ａ、６ｂの検出部は、このアキシアル荷重の作用方向に応じた方向に、このアキシアル荷重の大きさに応じた分だけずれた部分に対向する。この状態では上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号の位相は、上記アキシアル荷重の作用方向に応じた方向に、このアキシアル荷重の大きさに応じた分だけずれる。
【０００８】
この様に、上述した従来構造の場合には、上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号の位相が、上記外輪１とハブ２との間に加わるアキシアル荷重の作用方向（これら外輪１とハブ２とのアキシアル方向の相対変位の方向）に応じた向きにずれる。又、このアキシアル荷重（相対変位）により上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号の位相がずれる程度は、このアキシアル荷重（相対変位）が大きくなる程大きくなる。従って、上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号の位相ずれの有無、ずれが存在する場合にはその向き及び大きさに基づいて、上記外輪１とハブ２とのアキシアル方向の相対変位の向き及び大きさ、並びに、これら外輪１とハブ２との間に作用しているアキシアル荷重の作用方向及び大きさを求められる。尚、上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて上記アキシアル方向の相対変位及び荷重を算出する処理は、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。
【０００９】
尚、上述した従来構造の１例の場合には、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。
【００１０】
ところで、上述の図４に示した従来構造、及び、上記特許文献２〜３及び特願２００６−３４５８４９に記載された構造の場合には、外輪１とハブ２との間の状態量（相対変位、外力）を算出する、図示しない演算器を、転がり軸受ユニットと別体にする構成を採用している。この様な構成を採用する場合には、自動車への組み付け時に、上記演算器を、車体の一部で上記転がり軸受ユニットから離隔した部分に設置する。これに対し、上記演算器を、上記転がり軸受ユニットと一体にする構成を採用すれば、これら演算器と転がり軸受ユニットとの、出荷時や自動車への組み付け時の取り扱い性を向上させる事ができる。例えば、各転がり軸受ユニット毎に異なる、前記両センサ６ａ、６ｂの出力信号同士の間の位相差と上記状態量との関係である、零点とゲインとを上記演算器のメモリ中に記憶させる作業が容易になる。
【００１１】
ところが、上記転がり軸受ユニットは、雨水、泥水、塵芥等に曝らされる、非清浄空間に設置される。又、上記転がり軸受ユニットを構成するハブ２の軸方向外端部には、車輪と共に、制動装置を構成するブレーキディスク等の制動用回転部材を支持固定する。即ち、上記転がり軸受ユニットは、制動時に発生する摩擦熱（高熱）の発生源近傍に配置される。これに対し、上記演算器は、雨水、泥水、塵芥、及び高温等に弱く、これらに曝らされると故障して、状態量の演算を行なえなくなる可能性がある。この為、上記演算器を上記転がり軸受ユニットと一体的に構成する場合には、自動車への組み付け状態で、この演算器が、雨水、泥水、塵芥、及び高温等に曝らされて故障すると言った事態を回避できる構造を実現する必要がある。
【００１２】
【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】
【００１３】
本発明の転がり軸受ユニットの状態量測定装置は、上述の様な事情に鑑み、状態量の算出を行なう演算器を転がり軸受ユニットと一体に設けた場合にも、自動車への組み付け状態で、この演算器が、雨水、泥水、塵芥、及び高熱等に曝らされて故障すると言った事態を回避できる構造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】
【００１４】
本発明の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、使用時に車両の懸架装置に結合固定した状態で回転しない外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有し、使用時に車輪及び制動用回転部材を軸方向外端部に支持固定した状態で回転するハブと、上記両列の外輪軌道と上記両列の内輪軌道との間に、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、上記ハブの軸方向内端部に、このハブと同心に支持固定されたもので、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、上記外輪の軸方向内端部開口を塞ぐ為にこの軸方向内端部に固定した有底円筒状のカバー内に、合成樹脂製のセンサホルダを介して保持されていて、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、少なくとも一方の状態量を算出する機能を有する。
特に、本発明の転がり軸受ユニットの状態量測定装置に於いては、上記演算器を、上記状態量を算出する機能を有する電子回路基板とし、且つ、この電子回路基板を、上記センサホルダと共に上記カバー内に保持している。
【００１５】
上述の様な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、上記カバーを金属製とし、上記電子回路基板を、このカバー内の軸方向内端部に（より好ましくは、このカバーを構成する底板部に接触させた状態で）配置する。
より好ましくは、請求項３に記載した様に、上記電子回路基板を、上記カバーと上記センサホルダとにより周囲を囲まれた空間内に配置する。
更に好ましくは、請求項４に記載した様に、上記電子回路基板の表面を、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂により覆う。
【発明の効果】
【００１６】
上述の様に構成する本発明の転がり軸受ユニットの状態量測定装置の場合には、演算器である電子回路基板を、外輪の軸方向内端部開口を塞ぐ為にこの軸方向内端部に固定したカバー内に保持している。この為、上記電子回路基板が、雨水、泥水、塵芥等に曝らされる事を有効に防止できる。又、上記カバーの固定個所である、上記外輪の軸方向内端部は、制動用回転部材の固定個所である、ハブの軸方向外端部から、軸方向に十分に離れている。この為、制動時に上記制動用回転部材で発生した摩擦熱が上記電子回路基板に及ぼす影響を少なくできる。従って、本発明の場合には、演算器である電子回路基板を転がり軸受ユニットと一体に設けた構造でありながら、この電子回路基板が、雨水、泥水、塵芥、及び高熱等に曝らされる事を有効に防止できる。
【００１７】
又、請求項２に記載した構造を採用する場合には、上記電子回路基板を上記カバー内の軸方向内端部に配置する為、状態量の演算を行なう事に伴って発熱する、上記電子回路基板の放熱性を良好にできる。即ち、上記カバー内のうちの、軸方向内端部は、軸方向外端部乃至中間部に比べて、外部空間に近い部分である。この為、上記電子回路基板の放熱性を良好にできる。又、請求項２に記載した構造を採用する場合に、上記電子回路基板を、金属製である、上記カバーを構成する底板部に接触させた状態で配置すれば、この電子回路基板からこの底板部への熱伝導が良好に行なわれて、この電子回路基板の放熱性が十分に良好になると共に、上記電子回路基板と上記制動用回転部材との間隔が十分に広くなって、この制動用回転部材で発生した摩擦熱が上記電子回路基板に及ぼす影響を十分に少なくできる。
【００１８】
又、請求項３〜４に記載した構造を採用すれば、仮に、上記外輪と上記カバーとの嵌合部を通じて、このカバー内に水が侵入した場合でも、上記電子回路基板の防水性を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［実施の形態の第１例］
図１は、請求項１、２、４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、本例の特徴は、演算器である、状態量の算出機能を有する電子回路基板１０を、転がり軸受ユニットと一体的に（カバー５ａを介して結合した状態で）設ける点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図４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。
【００２０】
本例の場合、金属板製のカバー５ａの内側に保持する合成樹脂製のセンサホルダ９ａは、軸方向中間部に存在する円板部１１と、この円板部１１の外周縁部分から軸方向外方に突出する円筒状部１２と、上記円板部１１の軸方向内側面の中央部から軸方向内方に突出する、段付円筒状の外周面を有するコネクタ部１３とを備える。この様なセンサホルダ９ａは、上記コネクタ部１３の先端部乃至中間部（小径部）を、上記カバー５ａを構成する底板部１４の中央部に設けた通孔１５を通じて、このカバー５ａの外側（軸方向内側）に突出させると共に、上記円板部１１の軸方向内側面のうち上記コネクタ部１３の周囲部分を、上記底板部１４の内面（軸方向外側面）に接触させた状態で、上記円筒状部１２を、上記カバー５ａを構成する円筒状部１６にがたつきなく内嵌している。又、この状態で、上記コネクタ部１３の基端部（大径部）外周面に形成した係止凹溝１７に係止したＯリング１８を、上記通孔１５の周囲に存在する円筒部１９の内周面に弾性的に当接させる事により、この円筒部１９の内周面と上記コネクタ部１３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９ａを構成する円板部１１及び円筒状部１２と、上記カバー５ａを構成する底板部１４及び円筒状部１６との接触部を、それぞれ接着固定している。
【００２１】
又、上記センサホルダ９ａを構成する円筒状部１２には、１対のセンサ６ａ、６ｂ、及び、これら各センサ６ａ、６ｂにそれぞれ複数本ずつ接続したセンサリード（導体）２０、２０を包埋している。又、上記センサホルダ９ａを構成する円板部１１の径方向外端部には、複数本の中継リード（導体）２１の先端部乃至中間部を包埋すると共に、これら各中継リード２１の先端部を、それぞれ上記各センサリード２０、２０の先端部に導通させている。この状態で、上記各中継リード２１の基端部は、それぞれ上記円板部１１の軸方向外側面の径方向外端部から軸方向に突出させている。又、上記センサホルダ９ａを構成するコネクタ部１３及び円板部１１の径方向中央寄り部分には、複数本のコネクタリード（導体端子）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の基端部を、それぞれ上記円板部１１の軸方向外側面の径方向中央寄り部分から軸方向に突出させている。
【００２２】
又、本例の場合には、演算器として機能する電子回路基板１０を、上記カバー５ａの内側の軸方向内端部に保持している。具体的には、この電子回路基板１０を、上記センサホルダ９ａの内側の奥端部にがたつきなく内嵌すると共に、このセンサホルダ９ａを構成する円板部１１に対し、ねじ止め等により固定している。又、この状態で、上記各中継リード２１の基端部、及び、上記各コネクタリード２２、２２の基端部を、それぞれ上記電子回路基板１０に対し、ハンダ付け等により電気的に接続している。これにより、上記各センサリード２０、２０及び上記各中継リード２１のうちの一部のリードを通じて、上記各センサ６ａ、６ｂの出力信号を上記電子回路基板１０に送信可能とし、且つ、上記各コネクタリード２２、２２のうちの一部のリードを通じて、上記電子回路基板１０で算出した状態量を（必要に応じて上記各センサ６ａ、６ｂの出力信号と共に）車体側のＡＢＳコントローラ等に送信可能としている。これと共に、上記各コネクタリード２２、２２のうちの他の一部のリード、並びに、上記各中継リード２１及び上記各センサリード２０、２０のうちの他の一部のリードを通じて、それぞれ上記電子回路基板１０及び上記各センサ６ａ、６ｂに対し、必要な電力の供給を可能としている。
【００２３】
又、本例の場合には、上述の様に電子回路基板１０をセンサホルダ９ａの内側に設置した後、この電子回路基板１０の軸方向外側面に、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂２３を被覆している。尚、本例の場合、転がり軸受ユニットを構成するハブ２ａの中心部には、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５ａ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。
【００２４】
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の場合には、演算器である電子回路基板１０を、外輪１の軸方向内端部開口を塞ぐ為にこの軸方向内端部に固定したカバー５ａの内側に保持している。この為、上記電子回路基板１０が、雨水、泥水、塵芥等に曝らされる事を有効に防止できる。又、本例の場合には、この電子回路基板１０の軸方向外側面を、熱硬化性樹脂２３により覆っている。この為、仮に、上記外輪１と上記カバー５ａとの嵌合部、或はハブ２ａとキャップ２５との嵌合部を通じて、このカバー５ａの内側に水が侵入した場合でも、上記電子回路基板１０の防水性を確保できる。又、上記カバー５ａの固定個所である、上記外輪１の軸方向内端部は、ブレーキディスク等の制動用回転部材の固定個所である、ハブ２ａの軸方向外端部から、軸方向に十分に離れている。しかも本例の場合には、上記カバー５ａの内側のうちで、上記制動用回転部材の固定個所から軸方向に最も離れた軸方向位置である、軸方向内端部に、上記電子回路基板１０を配置している。この為、制動時に上記制動用回転部材で発生した摩擦熱が上記電子回路基板１０に及ぼす影響を十分に少なくできる。従って、本例の場合には、演算器である電子回路基板１０を転がり軸受ユニットと一体に設けた構造でありながら、この電子回路基板１０が、雨水、泥水、塵芥、及び高熱等に曝らされる事を有効に防止できる。
【００２５】
又、本例の場合には、上述した様に、上記電子回路基板１０を上記カバー５ａの内側の軸方向内端部に配置する為、状態量の演算を行なう事に伴って発熱する、上記電子回路基板１０の放熱性を良好にできる。即ち、上記カバー５ａの内側のうちの、軸方向内端部は、軸方向外端部乃至中間部に比べて、外部空間に近い部分である。この為、上記電子回路基板１０の放熱性を良好にできる。
【００２６】
［実施の形態の第２例］
図２は、請求項１〜４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、センサホルダ９ｂを構成する円板部１１ａの軸方向外側面のうち、コネクタ部１３の周囲部分に、円環状の凹部２６を形成している。そして、この凹部２６の内側部分、即ち、図示の様に上記センサホルダ９ｂをカバー５ｂの内側に組み付けた状態で、これらセンサホルダ９ｂとカバー５ｂとにより周囲を囲まれた部分に、演算器である電子回路基板１０ａを配置している。そして、この状態で、この電子回路基板１０ａに対し、複数本のセンサリード２０、２０の端部と、図示しない複数本のコネクタリードの端部とを、それぞれハンダ付け等により電気的に接続すると共に、上記電子回路基板１０ａを上記円板部１１ａに対し、ねじ止め等により固定している。更に、この電子回路基板１０ａの軸方向内側面に、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂２３ａを被覆している。
【００２７】
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の場合には、電子回路基板１０ａを、センサホルダ９ｂとカバー５ｂとにより周囲を囲まれた部分に配置している。この為、仮に、外輪１と上記カバー５ｂとの嵌合部を通じてこのカバー５ｂの内側に水が侵入した場合でも、上記電子回路基板１０ａの防水性を十分に確保できる。又、本例の場合には、上記電子回路基板１０ａを、上記カバー５ｂを構成する底板部１４に隣接した部分に配置している。この為、上記電子回路基板１０ａで発生した熱を、上記底板部１４を通じて外部空間に放出し易くできる。即ち、上記電子回路基板１０ａの放熱性を十分に良好にできる。その他の部分の構造及び作用は、上述した第１例の場合とほぼ同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する図示並びに説明は省略する。
【００２８】
［実施の形態の第３例］
図３も、請求項１〜４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、センサホルダ９ｃの円板部１１ｂに形成した凹部２６ａの底面の径方向外端部に、より深い第二の凹部２７を形成している。これと共に、１対のセンサ６ａ、６ｂと電子回路基板１０ａとの間に接続した複数本のセンサリード２０ａ、２０ａの一部分で、上記第二の凹部２７の内側に存在する部分を、軸方向に関する若干の伸張を可能とした伸張可能部２８としている。本例の場合には、この伸張可能部２８として、軸方向中間部が軸方向両側部分に対して傾斜した構造を採用している。そして、この様な構成を採用する事により、上記センサホルダ９ｃが熱膨張して、上記両センサ６ａ、６ｂと上記電子回路基板１０ａとの間隔が軸方向に広がった場合に、上記各センサリード２０ａ、２０ａの伸張可能部２８が伸張して、これら各センサリード２０ａ、２０ａの内部に発生する引張応力を緩和できる様にしている。又、本例の場合には、カバー５ｃの円筒部１９の内周面側に、Ｏリング１８を係止している。その他の部分の構造及び作用は、上述した第２例の場合とほぼ同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。
【図２】同第２例を示す、要部拡大図。
【図３】同第３例を示す、要部拡大図。
【図４】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】
【００３０】
１ 外輪
２、２ａ ハブ
３ 転動体
４ エンコーダ
５、５ａ、５ｂ、５ｃ カバー
６ａ、６ｂ センサ
７ 芯金
８ エンコーダ本体
９、９ａ〜９ｃ センサホルダ
１０、１０ａ 電子回路基板
１１、１１ａ、１１ｂ 円板部
１２ 円筒状部
１３ コネクタ部
１４ 底板部
１５ 通孔
１６ 円筒状部
１７ 係止凹溝
１８ Ｏリング
１９ 円筒部
２０、２０ａ センサリード
２１ 中継リード
２２ コネクタリード
２３、２３ａ 熱硬化性樹脂
２４ 中心孔
２５ キャップ
２６、２６ａ 凹部
２７ 第二の凹部
２８ 伸張可能部
【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、使用時に車両の懸架装置に結合固定した状態で回転しない外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有し、使用時に車輪及び制動用回転部材を軸方向外端部に支持固定した状態で回転するハブと、上記両列の外輪軌道と上記両列の内輪軌道との間に、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、上記ハブの軸方向内端部にこのハブと同心に支持固定されたもので、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おり、
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、上記外輪の軸方向内端部開口を塞ぐ為にこの軸方向内端部に固定した有底円筒状のカバー内に、合成樹脂製のセンサホルダを介して保持されていて、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、少なくとも一方の状態量を算出する機能を有するものである、
転がり軸受ユニットの状態量測定装置に於いて、
上記演算器を、上記状態量を算出する機能を有する電子回路基板とし、且つ、この電子回路基板を上記センサホルダと共に上記カバー内に保持している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】
カバーが金属製であって、電子回路基板を、このカバー内の軸方向内端部に配置した、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】
電子回路基板を、カバーとセンサホルダとにより周囲を囲まれた空間内に配置した、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。
【請求項４】
電子回路基板の表面を熱硬化性樹脂により覆った、請求項１〜３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。
【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、使用時に車両の懸架装置に結合固定した状態で回転しない外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有し、使用時に車輪及び制動用回転部材を軸方向外端部に支持固定した状態で回転するハブと、上記両列の外輪軌道と上記両列の内輪軌道との間に、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、上記ハブの軸方向内端部にこのハブと同心に支持固定されたもので、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おり、
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、上記外輪の軸方向内端部開口を塞ぐ為にこの軸方向内端部に固定した有底円筒状のカバー内に、合成樹脂製のセンサホルダを介して保持されていて、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、少なくとも一方の状態量を算出する機能を有するものである、
転がり軸受ユニットの状態量測定装置に於いて、
上記演算器を、上記状態量を算出する機能を有する電子回路基板とし、且つ、この電子回路基板を上記センサホルダと共に上記カバー内に保持している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】
カバーが金属製であって、電子回路基板を、このカバー内の軸方向内端部に配置した、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】
電子回路基板を、カバーとセンサホルダとにより周囲を囲まれた空間内に配置した、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。
【請求項４】
電子回路基板の表面を熱硬化性樹脂により覆った、請求項１〜３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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１８６３９０（Ｐ２００９−１８６３９０Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８４７２（Ｐ２００８−２８４７２）
【出願日】平成２０年２月８日（２００８．２．８）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月８日（２００８．２．８）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]