JP2006138873A

JP2006138873A - 回転速度検出装置付転がり軸受ユニット

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Publication number: JP2006138873A
Application number: JP2006031820A
Authority: JP
Inventors: Koichi Morita; 耕一森田; Ikunori Sakatani; 郁紀坂谷; Shigeru Endo; 茂遠藤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-02-09
Filing date: 2006-02-09
Publication date: 2006-06-01

Abstract

【課題】回転検出センサ４０の信号を制御器３６側にワイヤレス送信する構造で、部品管理、組み付け作業を簡略化して、より一層のコスト低減及び軽量化を図る。
【解決手段】上記回転検出センサ４０を、処理回路４４、送信回路４５、アンテナ４６と共に、単一のホルダ４３に保持する。このうちの処理回路４４は、上記回転検出センサ４０が惹起した交流信号の一部を整流して、上記送信回路４５の動作に必要な直流を得る。上記回転検出センサ４０と、処理回路４４と、送信回路４５と、アンテナ４６とを、一体のセンサユニット４２として取り扱えるので、上記課題を解決できる。
【選択図】図１

Description

この発明に係る回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、自動車の車輪を懸架装置に対して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利用する。

自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するのに、転がり軸受ユニットを使用する。又、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）を制御する為には、上記車輪の回転速度を検出する必要がある。この為、上記転がり軸受ユニットに回転速度検出装置を組み込んだ回転速度検出装置付転がり軸受ユニットにより、上記車輪を懸架装置に対して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事が、近年広く行なわれる様になっている。

この様な目的で使用される回転速度検出装置付転がり軸受ユニットとして、特許文献１には、図８〜９に示す様な構造が記載されている。先ず、図８に示した、従来構造の第１例の回転速度検出装置付転がり軸受ユニット１は、転がり軸受ユニット２に回転速度検出装置３を組み込んで成る。このうちの転がり軸受ユニット２は、静止輪である外輪４の内径側に、回転輪であるハブ５及び内輪６を回転自在に支持して成る。このハブ５の外端部（車両への組み付け状態で幅方向外側となる端部を言い、各図の左端部。本明細書全体で同じ。）の外周面には車輪を取り付ける為の第一のフランジ７を、中間部外周面には第一の内輪軌道８を、それぞれ設けている。又、上記内輪６は、その外周面に第二の内輪軌道９を有し、上記ハブ５の内端寄り部分に形成され、上記第一の内輪軌道８を設けた部分よりも外径寸法が小さくなった、段部１０に外嵌している。又、上記外輪４の内周面に、上記第一の内輪軌道８に対向する第一の外輪軌道１１及び上記第二の内輪軌道９に対向する第二の外輪軌道１２を、外周面に上記外輪４を懸架装置に支持する為の第二のフランジ１３を、それぞれ形成している。そして、上記第一、第二の内輪軌道８、９と上記第一、第二の外輪軌道１１、１２との間に、それぞれ複数個ずつの転動体１４、１４を設け、上記外輪４の内径側に上記ハブ５及び内輪６を回転自在に支持している。尚、上記内輪６を上記段部１０に外嵌した状態で、上記ハブ５の内端部に形成した雄ねじ部にナット１５を螺合して、上記内輪６を抑え付け、この内輪６と上記ハブ５との分離防止を図っている。

又、上記外輪４の内端（図８の右端）開口部は、カバー１６により塞いでいる。このカバー１６は、合成樹脂を射出成形して成る有底円筒状の本体１７と、この本体１７の開口部に結合した金属板製の嵌合筒１８とから成る。この嵌合筒１８は、その基端部を上記本体１７の射出成形時にモールドする事により、この本体１７の開口部に結合している。この様に構成するカバー１６は、上記嵌合筒１８の先半部（図８の左半部）を上記外輪４の内端部に、締まり嵌めで外嵌固定する事により、この外輪４の内端開口部を塞いでいる。

一方、前記回転速度検出装置を構成する為、前記ハブ５の内端部に外嵌固定した内輪６の内端部外周面で前記第二の内輪軌道９から外れた部分に、エンコーダ１９を外嵌固定している。このエンコーダ１９は、支持環２０と永久磁石２１とから成る。このうちの支持環２０は、ＳＰＣＣ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、上記内輪６の内端部に締まり嵌めで外嵌固定している。又、上記永久磁石２１は、例えばフェライト粉末を混入したゴムを上記支持環２０を構成する円輪部の内側面に、焼き付け等により添着して成る。この永久磁石２１は、例えば軸方向（図８の左右方向）に着磁すると共に、着磁方向を円周方向に亙り交互に且つ等間隔で変化させている。従って、被検出部である、上記エンコーダ１９の内側面には、Ｓ極とＮ極とが円周方向に亙り交互に且つ等間隔で配置されている。

又、上記カバー１６を構成する本体１７の一部で上記エンコーダ１９を構成する永久磁石２１の内側面と対向する部分には、挿入孔２２を、上記本体１７を貫通させる状態で、上記カバー１６の軸方向に亙り形成している。そして、この挿入孔２２内に、センサ２３を挿入している。このセンサ２３は、ホール素子、磁気抵抗素子（ＭＲ素子）等、磁束の流れ方向に応じて特性を変化させる磁気検出素子並びにこの磁気検出素子の出力波形を整える為の波形整形回路を組み込んだＩＣと、上記永久磁石２１から出る（或は上記永久磁石２１に流れ込む）磁束を上記磁気検出素子に導く為の、磁性材製のポールピース等とを、合成樹脂中に包埋して成る。

この様なセンサ２３は、先端（図８の左端）寄り部分に設けられ、上記挿入孔２２をがたつきなく挿通自在な円柱状の挿入部２４と、この挿入部２４の基端部（図８の右端部）に形成した、外向フランジ状の鍔部２５とを備える。上記挿入部２４の中間部外周面には係止溝を形成すると共に、この係止溝にＯリング２６を係止している。

一方、上記カバー１６の外面（このカバー１６により塞ぐべき、転動体１４、１４を設置した空間２７と反対側の側面で、図８の右側面）の一部で、上記挿入孔２２の開口周囲部分には、係止筒２８を設けている。上記センサ２３は、上記挿入部２４をこの係止筒２８内に挿入し、上記鍔部２５をこの係止筒２８の先端面に突き当てた状態で、係止ばね２９により、この係止筒２８に結合支持する。尚、この様な係止ばね２９による結合支持構造に就いては、前記特許文献１に詳しく記載されており、又、本発明の要旨とも関係しないので、詳しい図示並びに説明は省略する。

上述の様な回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの使用時には、前記外輪４の外周面に固設した第二のフランジ１３を懸架装置に対して、図示しないボルトにより結合固定すると共に、前記ハブ５の外周面に固設した第一のフランジ７に車輪を、この第一のフランジ７に設けたスタッド３０により固定する事で、上記懸架装置に対して上記車輪を回転自在に支持する。この状態で車輪が回転すると、上記センサ２３の検出部の端面近傍を、前記永久磁石２１の内側面に存在するＮ極とＳ極とが交互に通過する。この結果、上記センサ２３内を流れる磁束の方向が変化し、このセンサ２３の出力が変化する。この様にしてセンサ２３の出力が変化する周波数は、上記車輪の回転数に比例する。従って、上記センサ２３の出力を図示しない制御器に送れば、ＡＢＳやＴＣＳを適切に制御できる。

又、図９に示す、前記特許文献１に記載された従来構造の第２例の場合には、ハブ５ａの内端部に円筒部３１を形成し、この円筒部３１の先端部で内輪６の内端面から突出した部分を直径方向外方にかしめ広げる事によりかしめ部３４を形成し、このかしめ部３４により上記内輪６を上記ハブ５ａに対し結合固定している。この様な構造を採用すれば、前述の図８に示した従来構造の第１例の様に、ナット１５により内輪６をハブ５に対し結合固定する構造に比べて、部品点数の減少と組立の手間の軽減とにより、コスト削減を図れる。尚、図９に示した従来構造の第２例の場合、カバー１６の本体１７に設けた係止筒２８にセンサ２３ａを、係止ばね２９ａにより結合支持する部分の構造が、上述した第１例の場合と相違する。但し、この様な係止ばね２９ａによる結合支持構造も、前記特許文献１に詳しく記載されており、又、本発明の要旨とも関係しないので、詳しい図示並びに説明は省略する。又、上記第２例の構造の場合には、エンコーダ１９ａも、上述した第１例の場合と相違している。即ち、本例のエンコーダ１９ａは、軟鋼板等の磁性金属板を折り曲げ形成する事により、断面形状を、円輪部３２を有するＬ字形とすると共に、全体を円環状に形成している。そして、この円輪部３２に複数の透孔３３を放射状に形成して、この円輪部３２の磁気特性を、円周方向に亙り、交互に且つ等間隔に変化させている。これに合わせて、上記センサ２３ａの内部構造も、前述した第１例の場合と異ならせている。

上述の図８〜９に示した従来構造は、何れもセンサ２３、２３ａの検出信号を、ハーネス３５により、車体側に設けた制御器に送る様にしている。これに対して特許文献２には、回転速度検出センサの検出信号を、ワイヤレス送信により車体側に設けた制御器に送る構造が記載されている。即ち、回転速度検出センサに隣接する状態で、静止輪である外輪の外周面に、上記検出信号をワイヤレス送信する為の送信部を設け、この検出信号を送る為のハーネスを不要にしている。そして、この様な構成により、飛び石等によるハーネスの断線に基づく故障を防止すると共に、このハーネス自体及びその配線作業を省略し、軽量化及びコスト低減を図れる様にしている。

上述した特許文献２に記載された従来構造の場合には、回転速度検出センサと送信部とを別体として、これら回転速度検出センサと送信部とを、それぞれ外輪に対し支持固定する様にしていた。この為、部品管理や組み付け作業が面倒になる事に加えて、それぞれ取り付け用ブラケットが必要になる等、十分なコスト及び重量の低減を図る面からは、改良すべき点がある。

特開平１１−２３５９６号公報特開２００１−１５１０９０号公報

本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、この様な事情に鑑み、断線に伴う故障を防止でき、しかも、コスト及び重量の更なる低減を図れる構造を実現すべく発明したものである。

本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、前述した、従来から知られている回転速度検出装置付転がり軸受ユニットと同様に、転がり軸受ユニットと回転速度検出装置とを組み合わせて成る。
このうちの転がり軸受ユニットは、懸架装置に支持した状態で回転しない静止輪と、車輪を結合固定した状態で回転する回転輪と、これら静止輪と回転輪との互いに対向する周面同士の間に設けられた複数個の転動体とから成る。
又、上記回転速度検出装置は、上記回転輪と共に回転する部分に、この回転輪と同心に支持された、被検出部の特性を円周方向に関して交互に変化させたエンコーダと、この被検出部に検出部を対向させた状態で回転しない部分に支持された回転検出センサとを備える。
特に、本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットに於いては、上記回転検出センサの検出信号をワイヤレス送信する為の送信回路を、上記回転検出センサと共に単一のホルダ内に保持してセンサユニットとしている。

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により、懸架装置に対し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作用は、前述の図８〜９に示した従来構造の場合と同様である。
又、検出信号をワイヤレス送信する事により、飛び石等によるハーネスの断線に基づく故障を防止すると共に、このハーネス自体及びその配線作業を省略し、軽量化及びコスト低減を図れる点は、前述した特許文献２に記載された従来構造の場合と同様である。
特に、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、回転検出センサと、この回転検出センサが検出した検出信号をワイヤレス送信する為の送信回路を、単一のホルダ内に保持してセンサユニットとしている。この為、部品管理や組み付け作業を容易にする他、取り付け用のブラケット等を少なくできて、コスト及び重量の低減を図り易くなり、断線に伴う故障を防止できる構造で、コスト及び重量の更なる低減を図れる。

［実施の形態の第１例］
図１〜２は、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、回転輪であるハブ５及び内輪６の回転速度を検出し、その検出値を表す信号を、車体側に設けた制御器３６に、ワイヤレスで送信する点にある。懸架装置に対して車輪を支持する為の転がり軸受ユニット部分の構造及び作用に関しては、前述の図８に示した従来構造の第１例を含め、従来から一般的に知られた構造と同様であるから、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。

ハブ５の内端部に形成した段部１０に外嵌した状態でナット１５によりこのハブ５に対し抑え付けられ、このハブ５と共に回転輪を構成する内輪６の内端部に、エンコーダ１９を外嵌固定している。本例の場合にこのエンコーダ１９は、前述の図８に示した従来構造の第１例の場合と同様に、磁性金属板製の支持環２０の内側面に永久磁石２１を添設して成る。上記エンコーダ１９の被検出面である、この永久磁石２１の内側面には、Ｓ極とＮ極とが、交互に且つ等間隔で配置されている。但し、このエンコーダ１９は、磁気特性を円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化させたものであれば良く、例えば前述の図９に示した従来構造の第２例の様に、磁性金属板に多数の透孔を形成したエンコーダ１９ａ、或は、図示はしないが、内側面に歯車状の凹凸を形成した磁性金属材製のエンコーダであっても良い。この場合に、エンコーダの性状の相違に伴って、後述する回転検出センサ４０の構成を変える必要がある。即ち、永久磁石２１を有するエンコーダ１９を使用する場合には、回転検出センサ４０に永久磁石を組み込む必要はないが、単なる磁性材製のエンコーダ１９ａを使用する場合には、センサ側に、磁束の発生源となる永久磁石を組み込む事が必要である。

一方、静止輪である外輪４の内端開口部に、鋼板等の磁性金属板を塑性変形させて有底円筒状に形成して成るカバー１６ａの開口端部を嵌着し、上記内端開口部を塞いでいる。即ち、このカバー１６ａは、軸方向中間部に外向フランジ状の鍔部３７を形成した円筒部３８と、この円筒部３８の内端開口部を塞ぐ底板部３９とから成る。そして、この底板部３９の一部で、上記エンコーダ１９の被検出面と対向する部分に形成した通孔４１に、上記カバー１６ａとの間を隙間なく密封した状態で、センサユニット４２の先端部を挿入している。

このセンサユニット４２は、合成樹脂製のホルダ４３内に、上記回転検出センサ４０の他、処理回路４４と送信回路４５とを包埋支持すると共に、内端面に送信側のアンテナ４６を設置して成る。このうちの処理回路４４は、上記回転検出センサ４０の検出信号の一部を処理して直流を得る為の整流平滑回路である。即ち、上記処理回路４４は、上記エンコーダ１９の回転に伴って上記回転検出センサ４０から出る正弦波状の出力信号（交流信号）のうちの一部を整流して、上記送信回路４５を動作させる為の直流を得る。何となれば、本発明の場合、上記センサユニット４２と車体側に設けた制御器との間の通信は、ワイヤレスで行なう事を前提としている。又、上記センサユニット４２側に電池を設置する事も可能である。但し、本例の場合には、上記回転検出センサ４０として、磁性材製のポールピース４８の周囲にコイル４９を巻回した、パッシブ型のものを使用している。このコイル４９には、上記ポールピース４８内を流れる磁束量の変化に伴って電圧が惹起されるが、この電圧は、上記エンコーダ１９の回転速度に比例した周波数で変化する交流となる。そこで、上記回転検出センサ４０の出力信号であるこの交流の一部を、上記処理回路４４により処理し、上記直流を得る。この様にして得た直流は、上記送信回路４５に送り込んで、この送信回路４５を動作させる為の電源として利用している。即ち、本例の場合には、上記回転検出センサ４０は、車輪の回転速度を知る為の信号を得るセンサとしての機能の他、上記送信回路４５を動作させる電力を供給する為の発電機としての機能を有する。

尚、整流平滑回路である上記処理回路４４にはコンデンサが内蔵されている為、車輪の回転速度が低下し、発電量が低下した場合でも、電力の供給を短時間の間行なう事が可能である為、従来のパッシブ型の回転検出センサよりも低速回転の検出も可能になる。更に、コンデンサを大容量にしたり、二次電池を併用する事により、発電量が低下した場合でも電力の供給時間を延ばす事も可能である。電池を使用する場合には寿命確保の面で問題を生じる可能性があるが、発電機としての機能を備えたパッシブ型の回転検出センサ４０を組み込んだ本例の構造は、耐久性確保の面から、より好ましい構造である。

又、上記回転検出センサ４０の出力信号の残部は、上記処理回路４４を介する事なく、直接上記送信回路４５に送り込んでいる。そして、この送信回路４５は、上記回転検出センサ４０の出力信号で搬送波を、変調器５１により変調して、無線送信可能な被変調波とする。そして、上記送信側のアンテナ４６は、この被変調波を、車体側に設けた制御器３６に通じる、受信側のアンテナ４７に送信する。このアンテナ４７の受信信号は、上記制御器３６に設けた復調器５２により復調して回転速度を表す信号に復帰させ、ＡＢＳやＴＣＳの制御に利用する。上記送信側のアンテナ４６は、前記カバー１６ａの外部に露出した、前記合成樹脂製のホルダ４３の内端面に支持している。この為、上記アンテナ４６から送信される電波が、電波をシールドする金属部材である、ＳＰＣＣ等の鋼板により造られた上記カバー１６ａにより遮蔽（シールド）される事はなく、又、上記アンテナ４６と前記カバー１６ａとは絶縁された状態となる。この結果、このアンテナ４６から上記受信側のアンテナ４７への送信は、効率良く行なわれる。

尚、上記アンテナ４６から出る磁界強度（送信電波の強度）は、このアンテナ４６から３ｍ離れた部分で３５μＶ／ｍ以下に抑えている。この理由は、限られた周波数帯域で混信を防止する為である。即ち、電波法による規制を受けない微弱な電波を使用するにしても、コストや効率を考慮した場合、使用できる周波数帯域は限られる。そして、この限られた周波数帯域を利用して、１台の自動車に組み込まれる４組の回転速度検出装置同士の間での混信を防止する他、隣り合って走行する可能性のある他の自動車に組み込まれた回転速度検出装置との間での混信を防止する必要がある。１台の自動車に組み込まれる４組の回転速度検出装置同士の間での混信防止は、これら４組の回転速度検出装置に関する電波の搬送波の周波数を変える事で対応できるが、他の自動車との間での混信防止は、（どの様な周波数を利用した自動車が近くに来るか分からないので）周波数を変える事では対応し切れない。従って、上記アンテナ４６から送り出される電波の到達距離を短くして、上記アンテナ４６から送り出された電波が、近くを走る他の自動車の受信側のアンテナ４７にまで到達しない様にする必要がある。この様な点を考慮して、本例の場合には、上記磁界強度を上記アンテナ４６から３ｍ離れた部分で３５μＶ／ｍ以下に抑え、近くを走行する他の自動車との間での混信防止を図っている。

又、上記処理回路４４及び送信回路４５は、ＩＣ化したもの（ＩＣパッケージ又はＩＣベアチップ）を使用し、それぞれのＩＣチップを上記ホルダ４３内に、このホルダ４３の射出成形時に包埋支持する。上記回転検出センサ４０と、処理回路４４と、送信回路４５と、アンテナ４６とは、上記ホルダ４３の射出成形に先立って結線して（導通させて）おく。従って、上記センサユニット４２の構成各部材４０、４４、４５、４６は、上記ホルダ４３を構成する合成樹脂により覆われて密封された状態となって、水密保持が確実に図られる。又、上記センサユニット４２の先半部（図１の左半部）及び前記エンコーダ１９は、上記カバー１６ａにより外部と遮蔽された密閉空間５０内に配置されている。従って、上記エンコーダ１９を構成する永久磁石２１に磁性材製の異物が付着して回転速度検出の精度が悪化する等の不都合の発生を有効に防止できる。

これに対して、上記センサユニット４２の基端部（図１の右端部）は上記カバー１６ａの底板部３９に対し、上記密閉空間５０外に設置している。そして、上記処理回路４４及び送信回路４５は、上記センサユニット４２の基端部内に包埋支持している。従って、これら処理回路４４及び送信回路４５部分の温度上昇は限られたものとなり、耐熱性確保が難しい電気部品である、これら処理回路４４及び送信回路４５の耐久性確保が容易になる。

特に、本例の様に、転がり軸受ユニット２の内端部に上記センサユニット４２を取り付ける構造は、後述の図６に示す第５例の構造の様に、転がり軸受ユニット２の軸方向中央部にセンサユニットを取り付ける構造と比較すると、上記センサユニット４２の位置が、上記転がり軸受ユニット２の径方向外側に配置されていて発熱源となる、図示しない制動装置から上記センサユニット４２までの距離が大きくなる。この為、このセンサユニット４２の使用環境温度を低く抑える事ができて、このセンサユニット４２に組み込んだ電気部品の耐久性確保を図り易くなる。

又、本例の場合には、上記処理回路４４及び送信回路４５を、上記センサユニット４２の内端部で、前記カバー１６ａの外部で上記底板部３９の軸方向内側面部分に設けている為、このカバー１６ａとして、従来のパッシブ型の回転検出センサを装着していたカバーに変更を加える事なく、そのまま本例の構造を構成するセンサユニット４２を取り付ける事ができる。

又、本例の場合には、上記センサユニット４２を上記カバー１６ａの底板部３９に形成した通孔４１に、軸方向から挿入しているが、本例の構造とは別に、上記センサユニット４２を上記カバー１６ａの円筒部３８に形成した通孔（図示せず）に半径方向から挿入する事もできる。この場合には、エンコーダを円筒形状として外周面にＳ極とＮ極とを円周方向に亙って交互に配置し、このエンコーダの外周面の磁極変化を、この外周面に対し半径方向に対向させた回転検出センサにより検出する。

尚、本例の場合には、回転検出センサ４０としてパッシブ型のものを使用し、この回転検出センサ４０に発電機能を持たせている。これに対して、本例の構造に、上記パッシブ型のセンサに加えてアクティブ型の回転検出センサを付加して、このアクティブ型の回転検出センサをセンサユニットに内蔵し、上記パッシブ型のセンサの発電機能のみを利用する、即ち、回転検出はアクティブ型のセンサにより行ない、パッシブ型のセンサは、このアクティブ型のセンサ及び送信回路４５を動作させる電力を得る為の発電装置として利用する事も可能である。この場合に、処理回路４４中に、大きな容量を持つコンデンサや二次電池等を内蔵させ、発電された電力を蓄える様にすれば、車輪の回転速度が低下し、上記パッシブ型のセンサによる発電量が低下した場合でも、上記アクティブ型のセンサが検出した回転速度を表す信号を送信できる為、より低速回転の速度検出も可能である。

上述の様に構成する本例の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットによれば、検出信号をワイヤレス送信する事により、前述の図８〜９に示した従来構造が備えているハーネス３５を省略している。この為、飛び石等によるハーネスの断線に基づく故障を防止すると共に、このハーネス自体及びその配線作業を省略し、軽量化及びコスト低減を図れる。この点は、前述した特許文献２に記載された従来構造の場合と同様である。

特に、本例の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合には、前記回転検出センサ４０と、この回転検出センサ４０が検出した検出信号をワイヤレス送信する為の送信回路４５と、この送信回路４５を動作せる直流を得る為の処理回路４４とを、単一のホルダ４３内に保持してセンサユニット４２としている為、部品管理や組み付け作業を容易にする他、取り付け用ブラケットを少なくできて、コスト及び重量の低減を図り易くなる。即ち、上記特許文献２に記載された従来構造の場合に互いに別体としていた上記各部品４０、４４、４５を、上記単一のホルダ４３内に包埋支持して上記センサユニット４２とし、一体的に取り扱える様にしている。従って、このセンサユニット４２を前記カバー１６ａの底板部３９に装着するだけで、上記各部品４０、４４、４５の取り付け作業が完了する。この為、上述の様に、コスト及び重量の低減を図れる。
尚、上述の実施の形態では、センサユニット側から制御器側への信号伝達を無線通信により行なう場合に就いて説明したが、この部分で行なうワイヤレス通信としては、ワイヤレスの光通信（赤外線、レーザ光を含む）、超音波通信を採用する事もできる。

［実施の形態の第２例］
図３は、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、円筒状のエンコーダ１９ｂと、円環状の回転検出センサ４０ａとを使用している。このうちのエンコーダ１９ｂは、鋼板等の磁性金属板を円筒状に形成し、軸方向内半部に、それぞれが軸方向に長いスリット状の透孔３３ａ、３３ａを、円周方向に関して等間隔に、多数形成している。この様なエンコーダ１９ｂは、内輪６の内端部に締り嵌めで外嵌固定して、この内輪６を含む回転輪と共に回転する様にしている。

一方、センサユニット４２ａを構成するパッシブ型の回転検出センサ４０ａは、全体を円環状に形成しており、ホルダ４３ａの一部に包埋してカバー１６ａを構成する円筒部３８の内周面に保持した状態で、上記エンコーダ１９ｂの内半部の周囲に、このエンコーダ１９ｂと同心に配置している。上記カバー１６ａの底板部３９に形成した通孔４１と上記センサユニット４２ａとの間は隙間なく密封された状態で、このセンサユニット４２ａが上記カバー１６ａに固定されている。上記円環状の回転速度検出センサ４０ａの構造は、多数の公報に記載されると共に、実際に使用されて周知である為、簡単に説明する。上記回転検出センサ４０ａは、それぞれが円環状である、磁性材製のヨークと、永久磁石と、コイルとを備える。そして、内歯車状の凹凸が形成された、このヨークの内周縁部を、上記エンコーダ１９ｂの内半部外周面に近接対向させている。

この様な回転検出センサ４０ａの場合、上記エンコーダ１９ｂの回転に伴って上記ヨークに交番磁束が流れ、上記コイルに交流が惹起される。この様に、コイルに惹起された交流により上記回転輪の回転速度を検出する事自体は、前述した第１例の場合と同様である。特に、本例の場合には、上記回転検出センサ４０ａが円環状である分、上記コイルに惹起される交流の強度（電圧及び電流）が強くなり、上記回転速度検出の信頼性向上を図れる他、送信回路４５を動作させる為の電力も十分に得られる。その他の構成及び作用は、前述した第１例とほぼ同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。

［実施の形態の第３例］
図４は、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、エンコーダ１９として、前述した第１例の場合と同様に、永久磁石２１を組み込んだものを使用している。但し、本例の場合には、上記エンコーダ１９と組み合わされて回転速度検出装置を構成する回転検出センサ４０ｂとして、アクティブ型のものを使用している。このアクティブ型の回転検出センサ４０ｂは、磁束の変化（方向又は量）に対応して特性を変化させるホール素子或は磁気抵抗素子等の磁気検出素子と、この磁気検出素子の出力波形を処理する（正弦波を矩形波にする）波形処理回路とをＩＣチップ化したものである。従って、上記回転検出センサ４０ｂからの出力信号は、回転輪の回転速度に比例した周波数で変化する矩形波となる。

この様なアクティブ型の回転検出センサ４０ｂは、上記回転輪の回転速度に拘らず安定した出力を得られる（パッシブ型の様に、回転速度が低い場合に出力が低くなる事がない）為、低速時の回転速度検出の信頼性向上を図れる。但し、上記アクティブ型の回転検出センサ４０ｂは、自身では発電しない上、検出信号を得る為に電力が必要になる為、外部から電力を供給する必要がある。本発明の場合、上記回転検出センサ４０ｂを含むセンサユニット４２ｂと、車体側に設ける制御器５２との間にはハーネスを設けない事を前提としている為、上記電力供給もワイヤレスで行なう必要がある。

この為に本例の場合には、上記センサユニット４２ｂを構成するホルダ４３ｂの基端部に、処理回路４４及び送信回路４５に加えて、電力受信部５３を設け、車体側に、電力送信部５４を設置している。この電力送信部５４は、上記回転検出センサ４０ｂ及び上記送信回路４５を動作させる為に必要な電力を、電磁結合、ワイヤレスの光（赤外線、レーザ光を含む）、電波、超音波等により、ワイヤレスで、上記電力受信部５３に送る。この様にして上記電力送信部５４からこの電力受信部５３に送られる電力は、ワイヤレス給電を考慮した状態となっている為、そのままでは上記回転検出センサ４０ｂ及び上記送信回路４５を動作させる事ができない。そこで、上記処理回路４４により上記電力を（整流等により）上記回転検出センサ４０ｂ及び上記送信回路４５を動作させる為に適正な直流に変換して、これら回転検出センサ４０ｂ及び送信回路４５に送り込む。

尚、本例の場合には、前述した様に、電気部品が低温環境下となる、転がり軸受ユニット２の内端部に取り付いているだけでなく、上記ホルダ４３ｂの基端部外周面に放熱フィン５５、５５を設け、このホルダ４３ｂの基端部に包埋した上記各回路４４、４５、５３の温度上昇を抑え、これら各回路４４、４５、５３の耐久性確保を図っている。その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。

又、図４に示した第３例の構造を利用して、センサユニット４２ｂ側に、リチウム電池等の、小型で長寿命の電池を組み込む事もできる。この場合に、この電池を、回転検出センサ４０ｂ及び送信回路４５（処理回路４４及び電力受信部５３は不要になる）と共に合成樹脂製のホルダ４３ｂ内に包埋すれば、部品管理及び組み付け作業を容易に行なえる。この場合に処理回路４４は、上記電池の電圧を、送信回路４５を動作させるのに適正な値にする役目を果たす。

［実施の形態の第４例］
図５は、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、静止輪である外輪４の内端開口部を塞ぐカバー１６ｂとして、合成樹脂製で有底円筒状の本体１７ａの開口部に金属板製の嵌合筒１８ａをモールドしたものを使用している。特に本例の場合には、ホルダとして機能する上記本体１７ａ内に、環状でパッシブ型の回転検出センサ４０ａと、処理回路４４と、送信回路４５とを包埋すると共に、上記本体１７ａの底板部３９ａの軸方向内側面（上記カバー１６ｂにより覆われた密閉空間の外面）に、アンテナ４６を添設している。尚、上記回転検出センサ４０ａを設置する為に、上記底板部３９ａの軸方向外側面に、内径側円筒部５６を形成し、この内径側円筒部５６内に上記回転検出センサ４０ａを包埋している。従って、本例の場合には、上記カバー１６ｂを含む部分が、センサユニット４２ｃとなる。言い換えれば、このセンサユニット４２ｃは、上記カバー１６ｂを含んで構成している。一方、ハブ５と共に回転輪を構成する内輪６の内端部に外嵌固定したエンコーダ１９ｃの被検出部である、軸方向内半部は、上記本体１７ａを構成する円筒部３８ａの内周面と上記内径側円筒部５６の外周面との間に挿入している。上記エンコーダ１９ｃは、鋼板等の磁性金属板を、断面クランク型で全体を略円筒状に形成し、軸方向内半部に、それぞれが軸方向に長いスリット状の透孔３３ａ、３３ａを、円周方向に関して等間隔に、多数形成している。

この様な本例の構造の場合も、上記アンテナ４６は、図５に破線αで示す、転がり軸受ユニット２を構成する、電波をシールドする金属部材である鋼製部材の包絡線に対して、この転がり軸受ユニット２外に配置されている。従って、上記アンテナ４６から車体側に設けた受信側のアンテナ４７への送信は、電波が転がり軸受ユニットの構成部材に遮蔽（シールド）される事なく、良好に行なわれる。又、本例の場合も、上述した各例の場合と同様に、回転検出センサ４０ａとエンコーダ１９ｃとを、上記カバー１６ｂにより覆われた密閉空間内に配置しているので、これら回転検出センサ４０ａとエンコーダ１９ｃとから成る回転検出部に、路面から巻き上げられた、磁性粉末等の異物が付着する事を防止して、回転検出の信頼性を長期間に亙って維持できる。その他の構成及び作用は、前述の図３に示した第２例の場合と同様であるから、重複する説明は省略する。

［実施の形態の第５例］
図６は、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、静止輪である外輪４の軸方向中間部で第一、第二の外輪軌道１１、１２の間部分に取付孔５７を、この外輪４を径方向に貫通する状態で形成している。そして、この取付孔５７に、前述の図１に示した第１例に使用したのと同様の、パッシブ型でスティック状のセンサユニット４２を、径方向外方から内方に挿入している。一方、内輪６と共に回転輪を構成するハブ５の外周面の軸方向中間部で、第一の内輪軌道８と段部１０との間にエンコーダ１９ｄを、締り嵌め、或は接着により外嵌固定している。このエンコーダ１９ｄは、全体を円筒状に形成したもので、磁性材製の支持環２０ａの外周面に永久磁石２１ａを添着して成る。この永久磁石２１ａは、径方向に着磁されており、着磁方向は円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化させている。従って上記永久磁石２１ａの外周面には、円周方向に亙ってＳ極とＮ極とが交互に、且つ、等間隔で配置されている。

この様な本例の場合、回転速度を表す信号を送信する為のアンテナ４６は、上記外輪４の外周面よりも径方向外側、即ち、電波をシールドする金属部材により構成される転がり軸受ユニット２の包絡線外に存在するので、上記アンテナ４６から車体側に設けた受信側のアンテナ４７への送信は、良好に行なわれる。又、本例の場合、回転検出センサ４０とエンコーダ１９ｄとを、上記外輪４の軸方向外端部に装着したシールリング５８と、この外輪４の軸方向内端部に嵌合固定したカバー１６ｃとにより外部から遮蔽された密閉空間内に配置しているので、上記回転検出センサ４０とエンコーダ１９ｄとから成る回転検出部に、路面から巻き上げられた、磁性粉末等の異物が付着する事を防止して、回転検出の信頼性を長期間に亙って維持できる。その他の構成及び作用は、前述の図１に示した第１例の場合と同様であるから、重複する説明は省略する。

［実施の形態の第６例］
図７は、本発明の実施の形態の第６例を示している。上述した各例が、本発明を従動輪用の転がり軸受ユニットに関し適用しているのに対して、本例の場合には、駆動輪用の転がり軸受ユニットに関し適用している。この為に本例の場合には、内輪６と共に回転輪を構成するハブ５ａの中心部にスプライン孔５９を形成し、このスプライン孔５９に、等速ジョイント６０に付属のスプライン軸を挿入自在としている。又、静止輪である外輪４の内端部に内嵌固定したシールリング６１により、複数の転動体１４、１４を設置した軸受空間６２の内端部を塞ぐと共に、上記外輪４の内端部に外嵌したカバー６３の内周縁に係止したシールリップ６４を上記等速ジョイント６０の外周面に摺接させる事により、このカバー６３の内径側に存在する空間と外部空間とを遮蔽している。

又、上記内輪６の内端部に、前述の図９に示した従来構造の第２例の場合と同様のエンコーダ１９ａを外嵌すると共に、上記カバー６３の内径側にセンサユニット４２ｄを保持している。このセンサユニット４２ｄは、ホルダ４３ｃ内に、環状でパッシブ型の回転検出センサ４０ａと、処理回路４４と、送信回路４５とを包埋すると共に、上記ホルダ４３ｃの一部で通孔４１を通じて上記カバー６３外に突出した部分に、アンテナ４６を添設している。

この様な本例の構造の場合、このアンテナ４６は、転がり軸受ユニット２及び等速ジョイント６０を構成する、電波をシールドする金属部材である鋼製部材及びカバー６３の包絡線に対して、これら転がり軸受ユニット２、等速ジョイント６０及びカバー６３外に配置されている。従って、上記アンテナ４６から車体側に設けた受信側のアンテナ４７への送信は、良好に行なわれる。又、本例の場合も、上述した各例の場合と同様に、回転検出センサ４０ａとエンコーダ１９ａとを、上記カバー６３と上記シールリップ６４とにより覆われた密閉空間内に配置しているので、上記回転検出センサ４０ａとエンコーダ１９ａとから成る回転検出部に、路面から巻き上げられた、磁性粉末等の異物が付着する事を防止して、回転検出の信頼性を長期間に亙って維持できる。その他の構成及び作用は、前述の図３に示した第２例及び図５に示した第４例の場合と同様であるから、重複する説明は省略する。

本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。検出信号の伝達経路を示すブロック図。本発明の実施の形態の第２例を示す断面図。同第３例を示す断面図。同第４例を示す断面図。同第５例を示す断面図。同第６例を示す断面図。従来構造の第１例を示す断面図。同第２例を示す部分断面図。

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転がり軸受ユニット
３回転速度検出装置
４外輪
５、５ａハブ
６内輪
７第一のフランジ
８第一の内輪軌道
９第二の内輪軌道
１０段部
１１第一の外輪軌道
１２第二の外輪軌道
１３第二のフランジ
１４転動体
１５ナット
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃカバー
１７、１７ａ本体
１８、１８ａ嵌合筒
１９、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄエンコーダ
２０、２０ａ支持環
２１、２１ａ永久磁石
２２挿入孔
２３、２３ａ、２３ｂセンサ
２４挿入部
２５鍔部
２６Ｏリング
２７空間
２８係止筒
２９、２９ａ係止ばね
３０スタッド
３１円筒部
３２円輪部
３３、３３ａ透孔
３４かしめ部
３５ハーネス
３６制御器
３７鍔部
３８、３８ａ円筒部
３９、３９ａ底板部
４０、４０ａ、４０ｂ回転検出センサ
４１通孔
４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄセンサユニット
４３、４３ａ、４３ｂ、４３ｃホルダ
４４処理回路
４５送信回路
４６アンテナ
４７アンテナ
４８ポールピース
４９コイル
５０密閉空間
５１変調器
５２復調器
５３電力受信部
５４電力送信部
５５放熱フィン
５６内径側円筒部
５７取付孔
５８シールリング
５９スプライン孔
６０等速ジョイント
６１シールリング
６２軸受空間
６３カバー
６４シールリップ

Claims

懸架装置に支持した状態で回転しない静止輪と、車輪を結合固定した状態で回転する回転輪と、これら静止輪と回転輪との互いに対向する周面同士の間に設けられた複数個の転動体と、このうちの回転輪と共に回転する部分に、この回転輪と同心に支持された、被検出部の特性を円周方向に関して交互に変化させたエンコーダと、この被検出部に検出部を対向させた状態で回転しない部分に支持された回転検出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、この回転検出センサの検出信号をワイヤレス送信する為の送信回路を、上記回転検出センサと共に単一のホルダ内に保持してセンサユニットとした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。
エンコーダと回転検出センサとを、外部空間から遮蔽された密閉空間内に配置した、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。