JP4984251B2 - Rolling bearing device with sensor - Google Patents
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Description
本発明はセンサ付き転がり軸受装置に関する。 The present invention relates to a rolling bearing device with a sensor.
各種装置における回転運動の計測において、軸受装置に計測機構を装備する場合がある。例えば、車両アクスル駆動輪に対してABS機構を構成するときに、回転速度を検出するABSセンサは軸受装置に固定する事例がある。その場合、軸受非回転輪外径に嵌合したカバー部材にABSセンサを固定し、回転輪に嵌合したマグネットロータ(磁性体)の回転による磁束密度の変化により、ABSセンサが回転速度を検出する。 In measuring rotational motion in various devices, a bearing device may be equipped with a measurement mechanism. For example, when an ABS mechanism is configured for a vehicle axle drive wheel, there is an example in which an ABS sensor that detects a rotational speed is fixed to a bearing device. In that case, the ABS sensor is fixed to the cover member fitted to the outer diameter of the bearing non-rotating wheel, and the ABS sensor detects the rotation speed due to the change in magnetic flux density caused by the rotation of the magnet rotor (magnetic material) fitted to the rotating wheel. To do.
車両の駆動輪を回転可能に支持する軸受の回転輪に永久磁石製のエンコーダを固定した構造においては、エンコーダを何らかの方法によって保護しないと、走行中に路面から巻き上げられた異物などが表面に付着して回転速度の検出性能が劣化してしまう。下記特許文献1には、軸受装置を支持固定するナックルの内周部と車軸との間にシールリングを配置して、エンコーダを外部空間から遮断することにより、エンコーダに異物が付着することを防止する技術が開示されている。 In a structure in which an encoder made of a permanent magnet is fixed to a rotating wheel of a bearing that rotatably supports a driving wheel of a vehicle, foreign matter wound up from the road surface during traveling will adhere to the surface unless the encoder is protected by any method. As a result, the rotational speed detection performance deteriorates. In Patent Document 1 below, a seal ring is disposed between the inner peripheral portion of the knuckle that supports and fixes the bearing device and the axle, and the encoder is blocked from the external space, thereby preventing foreign matter from adhering to the encoder. Techniques to do this are disclosed.
しかし、上記特許文献1の技術ではシールリングによってエンコーダを外部から遮断することはできるものの、シールリングが回転する車軸と固定部分との間を摺接するため摺動抵抗が生じてしまう。したがって、それは車両の駆動に対する抵抗となるので、自動車の低燃費に対する障害となる。自動車の性能向上への要求が高まるなかで、これは大きな欠点となる。 However, in the technique of the above-mentioned Patent Document 1, although the encoder can be shut off from the outside by the seal ring, sliding resistance is generated because the seal ring is in sliding contact with the fixed portion. Therefore, it becomes a resistance to driving of the vehicle, which is an obstacle to the low fuel consumption of the automobile. This is a major drawback as the demand for improving the performance of automobiles increases.
したがって回転性能を劣化させることなく、従来技術を改良して磁性体を外部に露出させない軸受装置を構成することが必要となる。従来より広く用いられているABSセンサの代表的な取り付け方法として、転がり軸受の非回転輪にカバー部材を嵌合し、さらにカバー部材にABSセンサを固定する場合に、カバー部材にABSセンサを弾性変形によって押し付けるための押付け部を形成して、ABSセンサを固定する場合がある。 Therefore, it is necessary to improve the prior art without deteriorating rotational performance and to construct a bearing device that does not expose the magnetic body to the outside. As a typical method of attaching an ABS sensor that has been widely used in the past, when a cover member is fitted to a non-rotating ring of a rolling bearing and the ABS sensor is fixed to the cover member, the ABS sensor is elastically attached to the cover member. There are cases where the ABS sensor is fixed by forming a pressing portion for pressing by deformation.
このような場合、カバー部材と、その上に形成された押付け部とを、一体的に1つの部材として形成することが通常おこなわれる。それによりマグネットロータを覆うべきカバー部材に不可避的に開口部が形成されてしまい、マグネットロータが外部に露出することとなる。この場合、1つの部材によってカバー部材と押付け部とを形成していることが磁性体を露出させる原因となっている。 In such a case, the cover member and the pressing portion formed thereon are usually formed integrally as one member. As a result, an opening is inevitably formed in the cover member that should cover the magnet rotor, and the magnet rotor is exposed to the outside. In this case, the fact that the cover member and the pressing portion are formed by one member is a cause of exposing the magnetic body.
そこで本発明が解決しようとする課題は、上記問題点に鑑み、軸受装置にセンサを固定する構造において、センサを固定する部分と磁性体をカバーする部分の構成を改良することにより、磁性体を外部に露出しないセンサ付き転がり軸受装置を提供することにある。 Therefore, in view of the above problems, the problem to be solved by the present invention is to improve the configuration of a part for fixing the sensor and a part for covering the magnetic body in the structure for fixing the sensor to the bearing device. It is an object to provide a rolling bearing device with a sensor that is not exposed to the outside.
上記課題を解決するために本発明のセンサ付き転がり軸受装置は、回転輪の周方向に沿って磁界が交互に変化するように取り付けられた磁性体と、その磁性体の磁界を検出することによって回転輪の回転速度を計測するように非回転輪に固定されたセンサとを有するセンサ付き転がり軸受装置であって、前記センサを非回転輪に固定するための環状部材を備え、その環状部材は、前記センサを固定するための固定部と、非回転輪に嵌合されるカバー部とを有し、前記固定部は孔部を備え、前記センサは貫通孔を備え、前記孔部と貫通孔とに、ボルトによる締結、あるいはリベットによる加締めがなされることにより前記センサは前記固定部に固定され、前記固定部と前記カバー部とは別体として形成された後に接合され、前記カバー部は、前記磁性体を軸方向に露出させることなく全周に渡って覆い、前記センサは突出部を有し、その突出部を貫いて前記貫通孔は形成され、前記突出部の突出方向が軸方向となり、かつ前記貫通孔の貫通方向が径方向となる姿勢で、前記センサは前記環状部材に固定されたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a rolling bearing device with a sensor according to the present invention detects a magnetic body attached so that a magnetic field alternately changes along a circumferential direction of a rotating wheel, and detects the magnetic field of the magnetic body. A sensor-equipped rolling bearing device having a sensor fixed to a non-rotating wheel so as to measure the rotational speed of the rotating wheel, comprising an annular member for fixing the sensor to the non-rotating wheel, the annular member being A fixing part for fixing the sensor and a cover part fitted to a non-rotating wheel, the fixing part including a hole, the sensor including a through hole, and the hole and the through hole. In addition, the sensor is fixed to the fixing portion by fastening with bolts or crimping with rivets, the fixing portion and the cover portion are formed as separate bodies, and the cover portion is joined. ,in front Has covered over the entire circumference without exposing the magnetic material in the axial direction, wherein the sensor has a protrusion, the through hole through the projecting portion is formed, projecting direction of the projecting portion is the axial direction In addition, the sensor is fixed to the annular member in a posture in which a through direction of the through hole is a radial direction .
これにより本発明のセンサ付き転がり軸受装置では、センサを固定する固定部とカバー部とは別体として形成された後に接合され、固定部にはボルト締結かリベット加締めによってセンサが固定され、カバー部は磁性体を軸方向に露出させることなく全周に渡って覆うので、センサを軸受装置へと固定することと磁性体を外部に露出させないことがともに達成できる。固定部には貫通孔と孔部を用いてボルト締結かリベット加締めによりセンサを固定するので、簡易な方法でかつ強固にセンサを固定することができる。したがって固定性が弱くてセンサの位置、姿勢がずれることによってセンサの計測値の誤差が増大することが回避できる。また固定部とカバー部とは別体として形成されたので、従来一体として形成しており、その結果カバー部に開口部が形成されてしまい磁性体が外部に露出することが回避されている。したがって磁性体が外部に露出することによって異物が磁性体に付着してセンサによる検出の信頼性が低下することが避けられる。 Thus, in the rolling bearing device with a sensor according to the present invention, the fixing portion for fixing the sensor and the cover portion are formed after being formed as separate members, and the sensor is fixed to the fixing portion by bolt fastening or rivet crimping. Since the portion covers the entire circumference of the magnetic body without exposing it in the axial direction, both fixing the sensor to the bearing device and preventing the magnetic body from being exposed to the outside can be achieved. Since the sensor is fixed by bolt fastening or rivet crimping using a through hole and a hole in the fixing part, the sensor can be firmly fixed by a simple method. Therefore, it is possible to avoid an increase in the error of the measured value of the sensor due to the weak fixability and the displacement of the sensor position and orientation. In addition, since the fixing portion and the cover portion are formed as separate bodies, they are conventionally formed as a single body, and as a result, an opening is formed in the cover portion and the magnetic body is prevented from being exposed to the outside. Therefore, it can be avoided that the magnetic substance is exposed to the outside and foreign matter adheres to the magnetic substance and the detection reliability of the sensor is lowered.
また前記センサは突出部を有し、その突出部を貫いて前記貫通孔は形成され、前記突出部の突出方向が軸方向となり、かつ前記貫通孔の貫通方向が径方向となる姿勢で、前記センサは前記環状部材に固定されたとしてもよい。 The sensor has a protrusion, the through hole is formed through the protrusion, the protrusion direction of the protrusion is an axial direction, and the through direction of the through hole is a radial direction, The sensor may be fixed to the annular member.
これによりセンサに突出部を形成して、その突出部に形成された貫通孔が径方向となり突出部の突出方向が軸方向として固定するので、センサを環状部材に固定する機構が径方向に突出してスペースをとらないので、軸受装置に装着する場合に好適となる。 As a result, a protruding portion is formed in the sensor, and the through hole formed in the protruding portion becomes the radial direction, and the protruding direction of the protruding portion is fixed as the axial direction. Therefore, the mechanism for fixing the sensor to the annular member protrudes in the radial direction. Therefore, it is suitable for mounting on a bearing device.
前記センサが前記固定部に固定された状態で、前記センサの周方向の2つの端面上に径方向にレール溝部が形成され、前記環状部材に形成された2つのレール部が前記レール溝部に挿入されて、周方向から前記センサを挟持するとしてもよい。 With the sensor fixed to the fixing portion, rail groove portions are formed in radial directions on two circumferential end faces of the sensor, and the two rail portions formed in the annular member are inserted into the rail groove portions. Then, the sensor may be clamped from the circumferential direction.
これにより、径方向に形成されたレール部とレール溝部とが嵌合してセンサの位置決めを行うので、センサの軸方向の移動が規制される。したがって上記ボルト締結あるいはリベット加締めによって径方向および周方向の移動を規制することと相まって、センサの位置、姿勢がさらに安定化される。したがってセンサの位置、姿勢がずれて計測値に誤差を生じることが抑制されて、センサの計測値に対する信頼性が高いセンサ付き軸受装置が構成できる。 Accordingly, the rail portion and the rail groove portion formed in the radial direction are fitted to perform positioning of the sensor, so that movement of the sensor in the axial direction is restricted. Therefore, coupled with the restriction of the radial and circumferential movements by bolt fastening or rivet tightening, the position and posture of the sensor are further stabilized. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of an error in the measurement value due to a shift in the position and orientation of the sensor, and a sensor-equipped bearing device with high reliability with respect to the measurement value of the sensor can be configured.
本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図1は本発明に係るセンサ付き転がり軸受装置1(軸受装置)の軸方向断面図である。軸受装置1は、車両アクスル駆動輪を回動可能に支持し、アクスルシャフト2(軸)に嵌合して軸と一体に回転する内輪3と、車両ボディに固定された外輪4と、内輪3に形成された軌道面と外輪4に形成された軌道面間に挟持された転動体5(ころ)を備える。なお図1の図示左方が車輪側であり、図示右方が車両中央側である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an axial sectional view of a rolling bearing device with a sensor 1 (bearing device) according to the present invention. The bearing device 1 rotatably supports a vehicle axle driving wheel, an inner ring 3 that fits on an axle shaft 2 (shaft) and rotates integrally with the shaft, an
軸受装置1における軸方向外側(車輪側)にはシール6が配置されて、外部から異物が軸受内部に侵入することを防止する。シール6のさらに外側には永久磁石製のマグネットロータ7(磁性体)が内輪3に外嵌されている。マグネットロータ7は周方向にそってN極、S極が交互に配列された構造であり、軸2、内輪3の回転によって磁束密度が変化し、後述するABSセンサ20(センサ)がこの変化を検出することにより回転速度を計測する。
A
外輪4にはセンサ20を軸受装置1に固定するための円環形状の環状部材10が外嵌されている。環状部材10は後述する固定部30とカバー部40とからなる。そして環状部材10にセンサ20が固定されている。センサ20の環状部材10への固定方法を以下で説明する。
A ring-shaped
図2は軸受装置1の斜視図である。そして図3が固定部30のみを示した図、図4がセンサ20のみを示した図、図5がカバー部40のみを示した図である。図3に示された固定部30には、センサ20を載置するための座受け面32が形成され、さらに座受け面32に孔部33が形成されている。そして、この孔部33の径方向内方側にナット36が溶接されている。
FIG. 2 is a perspective view of the bearing device 1. 3 is a view showing only the
また固定部30をカバー部に固定するための孔部31が形成されている。さらにセンサ20が装着されるためのセンサ用孔部34が形成され、さらにセンサ用孔部34にはセンサ20の側面に向き合う位置にレール部35が形成されている。
Moreover, the
図4に示されたセンサ20は、大きくは本体部21と信号線22とに分けられる。本体部21に磁束密度を検出する検出部が備えられている。そして計測値をのせた信号が信号線22を通じて車両に搭載されたECUへと送られる。
The
本体部21の表面は、先端24、上面23、側面25を含む。本体部21はもうひとつの側面を有し、それは図4には示されていない部位にある側面25の裏側にある面である。また本体部21には突出部29が形成され、この部分に貫通孔27が形成されている。センサ20は、図2に示されているとおり、先端24を径方向内方に向けて、かつ突出部29を軸方向内方(軸受の内側に向かう方向)に向けた姿勢で、固定部30に固定される。
The surface of the
図4に示されているように、側面25には、側面25の途中から先端24までレール溝部26が形成されている。レール溝部は両側面に同形状で形成されているとする。
As shown in FIG. 4, a
図5に示されたカバー部40は、図1に示されているように、外輪4に外嵌するための嵌合面15と、嵌合面15の端部から径方向内方へと延設されて外輪端面4aに突き当てられる突き当て面16を有する。嵌合面15が外輪4の外周面に圧入され、さらに突き当て面16が外輪端面4aに突き当てられることにより、カバー部40の位置決めがなされる。
As shown in FIG. 1, the
さらに突き当て面16の内周側に、マグネットロータ7を覆う覆い面17が形成されている。覆い面17は、隙間を隔ててマグネットロータ7を周方向に沿って覆う。覆い面の内径φbはマグネットロータ7の内径φa以下とする。これにより覆い面17はマグネットロータ7が外部に露出することを抑制する。
Further, a
これにより外部から異物が混入してマグネットロータ7に付着することを抑制する。またマグネットロータ7と覆い面17との間に隙間cが形成されているので、万一異物が混入しても、マグネットロータ7と覆い面17との間に堆積することが抑制される。こうした覆い面の形状によりマグネットロータ7の長期使用における信頼性が向上する。
Thereby, it is possible to prevent foreign matters from being mixed in and attached to the
さらに覆い面17の径方向内方端部から、軸方向外方(軸受から遠ざかる方向)へデフレクタ部19が形成されている。デフレクタ部19は、軸2の形状に沿った形状を有し、軸2が車輪に近づくにつれて径が増大するのに伴い、デフレクタ部19の内径も増加する。このようなデフレクタ部19の形成によって、異物が軸方向から軸受内部へと混入することを抑制できる。特に図1に示されたデフレクタの内周面と軸中心線との間の角度θbが、軸外径の軸中心線との間の角度θa以上であるとすればよい。このように構成すればデフレクタ部19が軸と接触して軸の回転の抵抗となることが回避できる。
Further, a
さらにカバー部40には、図5に示されているように、孔部41が形成されている。後述するように孔部41が固定部30のカバー部40への固定のために使用される。またカバー部40にはセンサ用孔部45が形成されており、センサ用孔部45の位置にセンサ20は固定されて、センサ20の計測部が直接マグネットロータ7と向き合うことになって磁界の計測が可能となる。
Further, as shown in FIG. 5, a
センサ20は、レール溝部26とレール部35とが嵌合するようにして固定部30と一体化される。さらに、図2に示されているように、ナット36が裏側溶接された孔部33と貫通孔27とがボルト55によって締結されることにより、固定部30にセンサ20が固定される。そして固定部30に形成された貫通孔31とカバー部40に形成された孔部41とがボルト51によって締結されることにより、固定部30がカバー部40に固定される。
The
なお上記実施例において貫通孔33、31にはタップが形成されていてもいなくてもよい。またナット36は溶接しない構成としてもよい。また上では貫通孔33,31に対してボルト締結を用いたが、別の方法として例えばリベット加締めを用いてもよい。リベット加締めの場合、ボルト及びナットの使用よりも部品点数を低減できる。
In the above embodiment, the through
図6、図7に上記実施例の変形例1が示されているので、以下で説明する。この変形例1のセンサ付き転がり軸受装置1b(軸受装置)においてはカバー部40の図示下部に排水のためのドレーン穴18が形成されている。図6、図7に図示された下部が、実際に軸受装置1bが装備された状態での下部に対応するとすればよい。このドレーン穴18によって、軸受装置1bの内部に侵入してしまった泥水などが外部に排出できる。
6 and 7 show a first modification of the above embodiment, which will be described below. In the rolling bearing device with
図7にはセンサ付き軸受装置1bの軸方向断面図が示されている。図7に示されているように、ドレーン穴18の内径φeはマグネットロータ7の外径φd以上とする。これによりドレーン穴18の存在によってマグネットロータ7が外部に露出することが抑制される。したがって、外部からドレーン穴18を通って異物が混入してマグネットロータ7に付着することを抑制するので、マグネットロータ7の長期使用における信頼性が向上する。
FIG. 7 shows an axial sectional view of the sensor-equipped
次に図8、図9に変形例2のセンサ付き軸受装置1cが示されている。変形例2では固定部30は用いられず、センサが直接、カバー部40に固定される。変形例2におけるセンサ20aが図8に示されている。センサ20aは本体部21aと信号線22aを備える。センサ20aの本体部21aには突出部23aが両側面25aに形成され、この突出部23aに貫通孔24aが形成されている。なお図8には一方の側面25aのみが示されているが、もう一方の側面25aは図8の側面25aの裏側の面である。
Next, FIGS. 8 and 9 show a sensor-equipped
図9に示されているように、センサ20aの計測部がセンサ用孔部45の位置に配置された状態で、貫通孔24aと前述の孔部41とがボルト51によって締結されることにより、センサ20aがカバー部40に固定される。このように固定部30を省いて直接センサ20aをカバー部40に装着することにより、低コスト化を実現できる。なおセンサ20aとカバー部40との固定はボルト締結に限定されず、リベットを用いてもよい。
As shown in FIG. 9, the through
1、1b、1c センサ付き転がり軸受装置
2 軸(アクスルシャフト)
3 内輪
4 外輪
5 転動体(ころ)
6 シール
7 マグネットロータ(磁性体)
10 環状部材
15 嵌合面
16 突当て面
17 覆い面
18 ドレーン穴
19 デフレクタ部
20 ABSセンサ(センサ)
21 本体部
26 レール溝部
27 貫通孔
30 固定部
33 孔部
35 レール部
36 ナット
40 カバー部
51、55 ボルト
1, 1b, 1c Rolling bearing device with
3
6
21
Claims (2)
前記センサを非回転輪に固定するための環状部材を備え、
その環状部材は、前記センサを固定するための固定部と、非回転輪に嵌合されるカバー部とを有し、
前記固定部は孔部を備え、前記センサは貫通孔を備え、
前記孔部と貫通孔とに、ボルトによる締結あるいはリベットによる加締めがなされることにより前記センサは前記固定部に固定され、
前記固定部と前記カバー部とは別体として形成された後に接合され、
前記カバー部は、前記磁性体を軸方向に露出させることなく全周に渡って覆い、
前記センサは突出部を有し、
その突出部を貫いて前記貫通孔は形成され、
前記突出部の突出方向が軸方向となり、かつ前記貫通孔の貫通方向が径方向となる姿勢で、前記センサは前記環状部材に固定されたことを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。 Fixed to a non-rotating wheel so as to measure the rotational speed of the rotating wheel by detecting the magnetic field of the magnetic body and the magnetic body mounted so that the magnetic field alternately changes along the circumferential direction of the rotating wheel A rolling bearing device with a sensor having a sensor,
An annular member for fixing the sensor to a non-rotating wheel;
The annular member has a fixing part for fixing the sensor and a cover part fitted to the non-rotating wheel,
The fixed part includes a hole, and the sensor includes a through hole,
The sensor is fixed to the fixing part by being fastened by bolts or rivets to the hole and the through hole,
The fixed part and the cover part are joined after being formed as separate bodies,
The cover part is not covered over the entire circumference without exposing the magnetic material in the axial direction,
The sensor has a protrusion;
The through hole is formed through the protrusion,
A sensor-equipped rolling bearing device , wherein the sensor is fixed to the annular member in a posture in which a protruding direction of the protruding portion is an axial direction and a through direction of the through hole is a radial direction .
前記センサを非回転輪に固定するための環状部材を備え、
その環状部材は、前記センサを固定するための固定部と、非回転輪に嵌合されるカバー部とを有し、
前記固定部は孔部を備え、前記センサは貫通孔を備え、
前記孔部と貫通孔とに、ボルトによる締結あるいはリベットによる加締めがなされることにより前記センサは前記固定部に固定され、
前記固定部と前記カバー部とは別体として形成された後に接合され、
前記カバー部は、前記磁性体を軸方向に露出させることなく全周に渡って覆い、
前記センサが前記固定部に固定された状態で、前記センサの周方向の2つの端面上に径方向にレール溝部が形成され、
前記環状部材に形成された2つのレール部が前記レール溝部に挿入されて、周方向から前記センサを挟持することを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。 Fixed to a non-rotating wheel so as to measure the rotational speed of the rotating wheel by detecting the magnetic field of the magnetic body and the magnetic body mounted so that the magnetic field alternately changes along the circumferential direction of the rotating wheel A rolling bearing device with a sensor having a sensor,
An annular member for fixing the sensor to a non-rotating wheel;
The annular member has a fixing part for fixing the sensor and a cover part fitted to the non-rotating wheel,
The fixed part includes a hole, and the sensor includes a through hole,
The sensor is fixed to the fixing part by being fastened by bolts or rivets to the hole and the through hole,
The fixed part and the cover part are joined after being formed as separate bodies,
The cover part is not covered over the entire circumference without exposing the magnetic material in the axial direction,
In a state where the sensor is fixed to the fixing portion, a rail groove portion is formed in the radial direction on two end faces in the circumferential direction of the sensor,
A rolling bearing device with a sensor, wherein two rail portions formed on the annular member are inserted into the rail groove portion to sandwich the sensor from the circumferential direction .
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