CN103228460B - 设有转速检测装置的车轮用轴承装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种适于用在车轮中并设有转速检测装置的轴承装置，该轴承装置具有改进的气密性。帽（33）安装至外构件（32），该帽（33）设有：压配合在外构件（32）的内端部的内周中的筒状配合部（33a）；从配合部（33a）径向向内延伸的圆盘部（14c），该圆盘部面向脉冲环（11），二者之间具有小的轴向间隙；以及底部（14e），其从圆盘部（14c）经过弯曲部（14d）延伸并覆盖内构件（31）的内端部。帽（33）覆有防锈涂层。转速传感器（18）靠近圆盘部（14c）设置成夹着帽（33）与脉冲环（11）面对。帽（33）与转速传感器（18）之间的气隙（A）设定在从0.3至1mm的范围内。

Description

设有转速检测装置的车轮用轴承装置
技术领域
本发明总体上涉及一种用于相对于悬架设备可旋转地支撑诸如汽车之类的车辆的车轮的车轮用轴承装置，更具体地说，涉及一种设有用于检测车轮速度的转速检测装置并用来提高车轮轴承的密封性能的车轮用轴承装置。
背景技术
已经广泛公知设有转速检测装置的车轮用轴承装置，这种车轮用轴承装置可相对于悬架设备支撑车辆的车轮并检测车轮的转速以控制防抱死系统（ABS）。这种轴承装置一般包括布置在内构件和外构件之间的密封装置，所述内构件和外构件借助于容纳在二者之间的滚动元件相对于彼此旋转。转速检测装置包括：与密封装置一体形成的磁性编码器，该磁性编码器具有沿着其外周交替布置的磁极；和转速传感器，该转速传感器用于检测由车轮旋转引起的磁性编码器的磁极的变化。
通常，在将车轮用轴承装置安装在形成悬架设备的一部分的转向节上之后将转速传感器安装在转向节上。然而，近来已经提出了一种设置有转速检测装置的车轮用轴承装置，其中转速传感器也容纳在车轮轴承内以减小车轮用轴承装置的总尺寸并且消除转速传感器和磁性编码器之间的气隙调节的复杂性。
作为设有转速检测装置的车轮用轴承装置的一个实施例，已知图13所示的结构。该车轮用轴承装置包括固定在转向节（未示出）上并形成定子构件的外构件51和经由双列滚珠53、53插入到外构件51内的内构件52。内构件52包括毂轮55和装配到毂轮55上的内圈56。
外构件51具有一体地形成的车身安装凸缘51b并在其内周上形成有双列外滚道表面51a、51a。另一方面，内构件52在其外周上形成有与外构件51的双列外滚道表面51a、51a相对布置的双列内滚道表面55a、56a。双列内滚道表面55a、56a中的一个内滚道表面55a形成在毂轮55的外周上，而双列内滚道表面55a、56a中的另一个形成在内圈56的外周上。内圈56压配合到从毂轮55的内滚道表面55a轴向延伸的筒状部55b上。双列滚珠53、53容纳在外滚道表面和内滚道表面之间并由保持架57、57可滚动地保持。
毂轮55在其一端上具有用于安装车轮（未示出）的车轮安装凸缘54。使筒状部55b的端部径向向外塑形变形而形成铆合部58，内圈56通过铆合部58以不可轴向移动的方式固定。外构件51的外侧端设有密封件59，内侧端设有罩63，罩63用于防止容纳在车轮轴承中的润滑油脂泄漏并防止雨水或灰尘从外部进入车轮轴承内。
编码器60压配合到内圈56的外周上。编码器60包括由磁性金属板形成并具有基本L形横截面的环状支撑构件61和附着至环状支撑构件61的侧表面的编码器本体62。编码器本体62由诸如其中混合有铁素体粉末的橡胶之类的永磁体形成，N极和S极沿着其周向交替。
罩63由合成树脂形成为带盖的筒构状造，使得其筒状部63a压配合到外构件51的内侧端的内周内，而其盖部63b将外构件51的敞开端封闭。筒状部63a一体地形成有凸缘64，该凸缘64能够将整个罩63相对于外构件51准确定位，因而容易控制安装在罩63上的传感器69的位置。
如图14所示，罩63的盖部63b一体地形成有筒状传感器安装部65，传感器69的插入部69a插入到传感器安装部65中形成的传感器安装孔66内。另外，带盖的筒状构造的金属芯67在从筒状部63a的内周到盖部63b的内侧表面的范围上与罩63一体地模制。金属芯67包括与罩63的筒状部63a一体模制的筒状部67a以及形成筒状部67a的底部的盖部67b。传感器安装孔66的与编码器本体62相对的敞开部由金属芯67的盖部67b封闭。
金属芯67由厚度为大约0.3mm的非磁性钢板材料形成。盖部67b的设置增加了罩63的强度，并且非磁性材料不会给转速的检测精度带来任何不利影响。
传感器69具有合成树脂形成的本体并且通过将插入部69a插入到罩63的传感器安装孔66内而安装在罩63上。插入部69a中包含检测部（未示出），用于检测在插入部69a的顶端附近的位置处由磁性编码器60的旋转产生的磁通变化，插入部69a的顶端与编码器本体62经由预定轴向间隙相对布置，金属芯67的盖部67b夹在二者之间。来自检测部的信号借助于缆线68输出。
由于罩63的传感器安装孔66的与编码器本体62相对的开口部由金属芯67的盖部67b封闭，基本上消除了异物进入车轮用轴承装置内部的途径，因而提高了整个车轮用轴承装置的密封性（例如，参见专利文献1）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利4286063号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
在现有技术的设有转速检测装置的车轮用轴承装置中，由于金属芯67和合成树脂形成的罩63之间的热膨胀系数差异，有时会在结合部（即金属芯67的筒状部67a和罩63的筒状部63a之间的结合部以及金属芯67的盖部67b和罩63的盖部63b之间的的结合部）中出现分开（剥离）的情况或微裂纹，因此难以长期保持初始的密封性。
因此，本发明的目的是提供一种设有转速检测装置的车轮用轴承装置，该车轮用轴承装置能够解决现有技术的问题，因而能够提高车轮用轴承装置的可靠性。
解决技术问题的手段
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种设有转速检测装置的车轮用轴承装置，该车轮用轴承装置包括：外构件，该外构件的外周上一体地形成有待安装在转向节上的车身安装凸缘，并且该外构件的内周上一体地形成有双列外滚道表面；内构件，该内构件包括毂轮和至少一个内圈，所述毂轮的一端上一体地形成有车轮安装凸缘，并且该毂轮具有从所述车轮安装凸缘轴向延伸的筒状部，所述内圈压配合到所述毂轮的所述筒状部上，所述内构件的外周上形成有与所述双列外滚道表面相对的双列内滚道表面；容纳在所述内构件的所述内滚道表面和所述外构件的所述外滚道表面之间的双列滚动元件；脉冲环，该脉冲环适合于配合在所述内圈的外周上并具有沿着其周向交替等距变化的磁特性；杯状的传感器帽，该传感器帽由钢板压制而成并配合在所述外构件的内侧端上；和转速传感器，该转速传感器在所述传感器帽的径向外部位置处安装在所述传感器帽上，所述转速传感器以预定轴向气隙与所述脉冲环对置；其特征在于，在所述外构件上安装有覆有防腐膜的杯状的帽，该帽由非磁性钢板压制而成并且包括：筒状的配合部，该配合部被压配合在所述外构件的内侧端的内周内；圆盘部，该圆盘部从所述配合部径向向内延伸并以小的轴向间隙与所述脉冲环相对；和底部，该底部从所述圆盘部经由弯曲部延伸以覆盖所述内构件的内侧端；并且所述转速传感器经由所述帽的所述圆盘部与所述脉冲环对置，所述转速传感器靠近所述圆盘部布置。
根据第一方面的设有转速检测装置的车轮用轴承装置，该车轮用轴承装置包括：脉冲环，该脉冲环适合于配合在所述内圈的外周上并具有沿着其周向交替等距变化的磁特性；杯状的传感器帽，该传感器帽由钢板压制而成并配合在所述外构件的内侧端上；和转速传感器，该转速传感器在所述传感器帽的径向外部位置处安装在所述传感器帽上，所述转速传感器以预定轴向气隙与所述脉冲环对置；该车轮用轴承装置的特征在于，在所述外构件上安装有覆有防腐膜的杯状的帽，该帽由非磁性钢板压制而成并且包括：筒状的配合部，该配合部被压配合在所述外构件的内侧端的内周内；圆盘部，该圆盘部从所述配合部径向向内延伸并以小的轴向间隙与所述脉冲环相对；和底部，该底部从所述圆盘部经由弯曲部延伸以覆盖所述内构件的内侧端；并且所述转速传感器经由所述帽的所述圆盘部与所述脉冲环对置，所述转速传感器接近所述圆盘部布置。由于该车轮用轴承装置的上述构造，通过消除调节转速传感器和磁性编码器之间的气隙的复杂性而可提高车轮轴承组装时的可作业性，并且还可通过该帽而紧密地密封车轮轴承的内部。另外，通过覆在所述帽上的防腐膜还可以提高配合部的密封性能。因而，可以提供能够提高车轮用轴承装置的可靠性的设有转速检测装置的车轮用轴承装置。
如第二方面所限定的，优选的是，所述防腐膜由阳离子电镀形成并以磷酸锌处理作为底层处理而施加。由于坯料钢表面通过磷酸锌处理而被化学粗化，所以提高了防腐膜对钢表面的附着。因而，可长期防止产生腐蚀。
如第三方面所限定的，优选的是，由合成橡胶构成的弹性构件通过硫化粘合一体地附着至所述帽的所述配合部的外周面。这能够提高帽和外构件之间的配合部的密封性。
如第四方面所限定的，还优选的是，至少所述帽的所述圆盘部的板厚比其他部分的板厚薄。这能够将所述气隙设定得较小，并且因而提高检测精度。
如第五方面所限定的，优选的是，所述帽和所述转速传感器之间的气隙被设定在0.3至1.0mm的范围内。这可以防止在车轮轴承由于施加的负载而变形时转速传感器接触所述帽，因而可稳定地保持转速传感器的检测精度。
如第六方面所限定的，所述传感器帽包括：筒状的配合部，该配合部待配合在所述外构件的端部上；和底部，该底部从所述配合部径向向内延伸以与所述外构件的内侧端面紧密接触；并且，所述底部形成有与路面平行的插入孔口，所述转速传感器以可拆卸的方式安装在该插入孔口内。这能够提高传感器帽的定位精度，并抑制在由于车轮施加的侧向负载而在外构件和内构件之间引起相对倾斜状态时转速传感器和脉冲环之间的气隙的变化，因而可获得稳定的检测精度。
如第七方面所限定的，优选的是，所述传感器帽的所述配合部压配合到所述外构件的内侧端的外周上；并且在所述外构件的内侧端的外周上形成有环状凹槽，所述配合部的外侧端铆合到所述环状凹槽上。这可以防止传感器帽由于因来自车轮的输入负载引起的配合部的反复变形而从外构件轴向滑落，并可保持原始气隙。另外，尽管因来自车轮的输入负载而在外构件的配合部处引起的变形量会在外构件的薄区域中变大，而这不利于防止构件轴向滑落，但传感器帽的铆合增大了传感器帽的紧固力，因而有助于减小外构件的厚度，并相应地减小整个轴承装置的重量。
如第八方面所限定的，还优选的是，所述传感器帽由具有防腐蚀特性的奥氏体不锈钢板形成。这可以长期防止产生腐蚀，因而提高了车轮用轴承装置的耐用性。
如第九方面所限定的，优选的是，在所述传感器帽上在所述配合部与所述底部之间的最接近路面的拐角部处形成有排放部。这使得可以有效地将诸如雨水之类的异物从径向底部有效地排出，否则这些异物会以液态形式落在传感器帽内而进入传感器内。
如第十方面所限定的，还优选的是，在所述传感器帽的所述底部的中心或该中心附近在该底部上形成有孔口，紧固螺母从所述底部的外侧压配合到所述孔口内；并且，通过将安装螺栓紧固在所述紧固螺母中而固定所述转速传感器。这使得可以通过安装螺栓和紧固螺母的配合而产生的紧固力来防止转速传感器从传感器帽脱落。在这种情况下，围绕紧固螺母的压配合部设置任何轴向凹槽都会防止在安装螺栓紧固期间螺母滑移。
如第十一方面所限定的，优选的是，外侧列滚动元件的节圆直径被设定为大于内侧列滚动元件的节圆直径；外侧列的各滚动元件的直径被设定为小于内侧列的各滚动元件的直径；并且外侧列滚动元件的数量被设定为大于内侧列滚动元件的数量。与内侧列相比这能够增加外侧列的支承刚度，因而能够延长轴承寿命，同时抑制了外构件的外侧尺寸的增加。
本发明的效果
根据本发明的设有转速检测装置的车轮用轴承装置，该车轮用轴承装置包括：外构件，该外构件的外周上一体地形成有待安装在转向节上的车身安装凸缘，并且该外构件的内周上一体地形成有双列外滚道表面；内构件，该内构件包括毂轮和至少一个内圈，所述毂轮的一端上一体地形成有车轮安装凸缘，并且该毂轮具有从所述车轮安装凸缘轴向延伸的筒状部，所述内圈压配合到所述毂轮的所述筒状部上，所述内构件的外周上形成有与所述双列外滚道表面相对的双列内滚道表面；容纳在所述内构件的所述内滚道表面和所述外构件的所述外滚道表面之间的双列滚动元件；脉冲环，该脉冲环适合于配合在所述内圈的外周上并具有沿着其周向交替等距变化的磁特性；杯状的传感器帽，该传感器帽由钢板压制而成并配合在所述外构件的内侧端上；和转速传感器，该转速传感器在所述传感器帽的径向外部位置处安装在所述传感器帽上，所述转速传感器以预定轴向气隙与所述脉冲环对置；其特征在于，在所述外构件上安装有覆有防腐膜的杯状的帽，该帽由非磁性钢板压制而成并且包括：筒状的配合部，该配合部被压配合在所述外构件的内侧端的内周内；圆盘部，该圆盘部从所述配合部径向向内延伸并以小的轴向间隙与所述脉冲环相对；和底部，该底部从所述圆盘部经由弯曲部延伸以覆盖所述内构件的内侧端；并且所述转速传感器经由所述帽的所述圆盘部与所述脉冲环对置，所述转速传感器接近所述圆盘部布置。由于该车轮用轴承装置的上述构造，通过消除调节转速传感器和磁性编码器之间的气隙的复杂性而可提高车轮轴承组装时的可作业性，并且还可通过该帽而紧密地密封车轮轴承的内部。另外，通过覆在所述帽上的防腐膜还可以提高配合部的密封性能。因而，可以提供能够提高车轮用轴承装置的可靠性的设有转速检测装置的车轮用轴承装置。
附图说明
图1是本发明的设有转速检测装置的车轮用轴承装置的第一实施方式的纵剖视图；
图2是图1的检测部的局部放大图；
图3是沿着图4中的线III-O-III截取的本发明的设有转速检测装置的车轮用轴承装置的第二实施方式的纵剖视图；
图4是图3的侧视图；
图5是图3的检测部的局部放大图；
图6是图3的排放部的局部放大图；
图7是图5的变型的局部放大图；
图8是本发明的设有转速检测装置的车轮用轴承装置的第三实施方式的纵剖视图；
图9是图8的检测部的局部放大图；
图10是图8的排放部的局部放大图；
图11是本发明的设有转速检测装置的车轮用轴承装置的第四实施方式的纵剖视图；
图12是图11的排放部的局部放大图；
图13是现有技术的设有转速检测装置的车轮用轴承装置的纵剖视图；和
图14是图13的局部放大图。
具体实施方式
实现本发明的一个优选方式是一种设有转速检测装置的车轮用轴承装置，该车轮用轴承装置包括：外构件，该外构件的外周上一体地形成有待安装在转向节上的车身安装凸缘，并且该外构件的内周上一体地形成有双列外滚道表面；内构件，该内构件包括毂轮和至少一个内圈，所述毂轮的一端上一体地形成有车轮安装凸缘，并且该毂轮具有从所述车轮安装凸缘轴向延伸的筒状部，所述内圈压配合到所述毂轮的所述筒状部上，所述内构件的外周上形成有与所述双列外滚道表面相对的双列内滚道表面；容纳在所述内构件的所述内滚道表面和所述外构件的所述外滚道表面之间的双列滚动元件；脉冲环，该脉冲环适合于配合在所述内圈的外周上并具有沿着其周向交替等距变化的磁特性；杯状的传感器帽，该传感器帽由钢板压制而成并配合在所述外构件的内侧端上；和转速传感器，该转速传感器在所述传感器帽的径向外部位置处安装在所述传感器帽上，所述转速传感器以预定轴向气隙与所述脉冲环对置；其特征在于，在所述外构件上安装有覆有防腐膜的杯状的帽，该帽由非磁性钢板压制而成并且包括：筒状的配合部，该配合部被压配合在所述外构件的内侧端的内周内；圆盘部，该圆盘部从所述配合部径向向内延伸并以小的轴向间隙与所述脉冲环相对；和底部，该底部从所述圆盘部经由弯曲部延伸以覆盖所述内构件的内侧端；并且所述转速传感器经由所述帽的所述圆盘部与所述脉冲环对置，所述转速传感器接近所述圆盘部布置，并且所述帽和所述转速传感器之间的气隙被设定在0.3至1.0mm的范围内。
下面将参照附图描述本发明的优选实施方式。
第一实施方式
图1是本发明的设有转速检测装置的车轮用轴承装置的第一实施方式的纵剖视图，图2是图1的检测部分的局部放大图。在以下描述中，将轴承装置被安装在车辆上时轴承装置的外侧称为“外侧”（附图中的左侧），并且将轴承装置被安装在车辆上时轴承装置的内侧称为“内侧”（附图中的右侧）。
图1的设置有转速检测装置的车轮用轴承装置是用于从动轮的所谓“第三代”类型，并且包括内构件31、外构件32以及容纳在内构件31和外构件32之间的双列滚动元件（滚珠）3、3。内构件31包括毂轮34和压配合在毂轮34上的内圈5。
毂轮34在其外侧端上一体地形成有用于安装车轮（未示出）的车轮安装凸缘6并且在其外周上形成有一个（即外侧）内滚道表面4a，筒状部4b从该内滚道表面4a轴向延伸。毂螺栓6a在周向等距的位置处固定在车轮安装凸缘6上。
内圈5的外周上形成有另一个（即内侧）内滚道表面5a并且内圈5以预定过盈压配合在毂轮34的筒状部4b上，筒状部4b的端部径向向外塑形变形而形成铆合部4c，内圈5在由铆合部4c施加预定轴承预压力的状态下轴向固定在毂轮34上。
毂轮34由碳含量按重量计为0.40～0.80%的诸如S53C之类的中高碳钢制成，并且在从车轮安装凸缘6的内侧基部6b至筒状部4b的区域上包括内滚道表面4a在内通过高频感应淬火硬化成具有58到64HRC的表面硬度。铆合部4c未被硬化，因此具有锻造之后的小于25HRC的表面硬度。内圈5和滚动元件3由高碳铬钢（诸如SUJ2）形成，并且被浸渍硬化至其芯部而具有58至64HRC的硬度。
外构件32在其外周上形成有待安装在转向节（未示出）上的车身安装凸缘2c并且还在其内周上形成有与内构件31的双列内滚道表面4a、5a对应的双列外滚道表面2a、2a。与毂轮34类似，外构件32由碳含量按重量计为0.40～0.80%的诸如S53C之类的中高碳钢形成，并且通过高频感应淬火硬化成具有58至64HRC的表面硬度。双列滚动元件3、3容纳在双列外滚道表面2a、2a和双列内滚道表面4a、5a之间并由保持架7、7可滚动地保持。
密封件9安装在由外构件32和内构件31形成的外侧环状开口上，帽33安装在内侧环状开口上，以便将环状开口封闭并密封，防止密封在轴承内的润滑油脂泄漏并防止雨水或灰尘从外部进入轴承。
尽管这里示出了由使用滚珠作为滚动元件3的双列角接触球轴承形成的车轮用轴承装置，但本发明不限于这种轴承，而是可以是使用锥形辊子作为滚动元件3的双列锥形辊子轴承。另外，尽管这里示出了第三代类型的轴承，但本发明可以应用于其中一对内圈压配合在毂轮上的所谓第二代类型轴承。
外侧密封件9形成为一体式密封件，该一体式密封件包括以预定过盈压配合在外构件32的外侧端内的金属芯35和通过硫化粘合而附着至金属芯35的密封构件36。金属芯35由奥氏体不锈钢板（JISSUS304等）或冷轧钢板（JISSPCC等）压制成为具有基本L形横截面构造。
另一方面，密封构件36由诸如NBR（丁腈橡胶）等合成橡胶形成，并且包括：侧唇缘36a，该侧唇缘36a以预定过盈滑动接触车轮安装凸缘6的内侧表面；防尘唇缘36b，该防尘唇缘36b以预定过盈滑动接触横截面为圆弧形的基部6b；和油脂唇缘36c，该油脂唇缘36c以预定过盈滑动接触基部6b。
除了NBR之外，密封构件36的材料示例还有诸如HNBR（氢化丁腈橡胶）、EPDM（三元乙丙橡胶）、耐热和耐化学性优异的ACM（聚丙烯橡胶）、FKM（氟橡胶）或硅橡胶。
脉冲环11压配合在内圈5的外周上。该脉冲环11包括：环状支撑构件12，该环状支撑构件12具有L形横截面并由诸如铁素体不锈钢板（JISSUS430等）或防腐冷轧钢板之类的钢板压制而成；和磁性编码器13，该磁性编码器13通过硫化粘合一体地粘着至环状支撑构件12的内侧表面。
如图2中的放大图所示，环状支撑构件12包括压配合到内圈5的外周上的筒状配合部12a和从配合部12a径向向外延伸的直立部12b。磁性编码器13一体地附着至该直立部12b。磁性编码器13由诸如混合有磁性粉末的合成橡胶之类的弹性体形成，使得N极和S极沿着磁性编码器13的周向交替布置而形成用于检测车轮转速的旋转编码器。
尽管这里示出了由橡胶磁体形成的磁性编码器13，但可以使用其他类型的编码器，例如由形成有多个通孔或凹凸部的钢板制成的脉冲环，或由烧结合金形成或附着有塑料磁性板的脉冲环。
根据本发明，外构件32的内侧开口由压配合在外构件32的内侧端的内周内的帽33封闭。为了防止转速传感器18的检测性能受到帽33的不利影响，帽33由非磁性钢板（诸如具有防腐蚀特性的奥氏体不锈钢板）形成，在非磁性钢板上形成有由阳离子电镀形成并以磷酸锌处理作为底层处理而施加的防腐膜。由于帽33的坯料钢表面通过磷酸锌处理而被化学粗化，因此改进了防腐膜与钢表面的附着。因而，可以长期防止发生腐蚀，并且可提高外构件32和帽33之间的密封性。除了阳离子电镀涂覆之外，还可以使用防腐膜阴离子电镀涂覆或氟电镀涂覆。
帽33包括：筒状配合部33a，该筒状配合部33a压配合在外构件32的内侧端的内周内；圆盘部14c，该圆盘部14c从配合部33a径向向内延伸并以小的轴向间隙与磁性编码器13相对；和底部14e，该底部14e从圆盘部14c经由弯曲部14d延伸以覆盖内构件31的内侧端。
根据本发明，传感器帽37还在帽33的内侧位置处安装在外构件32上。传感器帽37由具有防腐蚀特性的奥氏体不锈钢板压制成具有杯状构造，在该杯状构造上执行诸如阳离子电镀之类的防腐处理。传感器帽37包括待配合在外构件32的内侧端的外周上的筒状配合部16a和与外构件32的内侧端面32a紧密接触的底部37a。
传感器帽37的底部37a在其径向外部中形成有插入孔口17，转速传感器18插入在该插入孔口17中。转速传感器18嵌入在合成树脂（诸如PA66）中，并且包括IC电路且形成了用于检测车轮转速并对其进行控制的汽车ABS的一部分，该IC电路结合有诸如霍尔元件、磁阻元件（MR元件）等用于根据磁通流动改变磁特性的磁性检测元件以及用于对磁性检测元件的输出波形进行整形的波形整形电路。
在插入孔口17附近形成有轴向延伸孔口19，紧固螺母20从底部37a的外侧压配合在孔口19内。插入在传感器帽37的插入孔口17内的转速传感器18通过经由安装构件38将安装螺栓39紧固到紧固螺母20内而固定。紧固螺母20可以被铆合在传感器帽37的孔口19中。
转速传感器18被布置成接近帽33的圆盘部14c。这通过消除转速传感器18和磁性编码器13之间的气隙调节的复杂性而可改进车轮轴承组装时的可作业性，并且还可通过帽33将车轮轴承的内部紧密密封，并因而可以提供设置有能够提高其可靠性的转速检测装置的车轮用轴承装置。另外，根据本发明，由于帽33压配合在外构件32的端部的内周内，与压配合在外构件33的外周上的情况相比可增加帽33本身的刚性，并且由于覆在帽33上的防腐膜还增加了帽33和外构件32之间的配合部的密封性。
在图2中，气隙A（帽33和转速传感器18之间的轴向间隙）被设定在0.3至1.0mm的范围内。这是因为气隙A小于0.3mm将导致在轴承由于施加的负载而变形时转速传感器18接触帽33，而相反该气隙A超过1.0mm将使得转速传感器18的检测性能不稳定。
气隙A的范围通过控制每个零件及其组装精度来确定。例如，假定帽33的压配合位置L1为8mm，其公差为±0.1mm，传感器帽37的厚度t为1mm，其公差为±0.1mm，并且转速传感器18的长度L2为8.35mm，其公差为0.15mm，则气隙A（＝L1+t－L2）将为0.65mm±0.35mm。因而，可以将气隙A的变化设定在0.3到1.0mm的范围内。
第二实施方式
图3是沿着图4中的线III-O-III截取的本发明的设有转速检测装置的车轮用轴承装置的第二实施方式的纵剖视图，图4是图3的侧视图，图5是图3的检测部的局部放大图，图6是图3的排放部的局部放大图，而图7是图5的变型的局部放大图。在该实施方式中，使用相同的附图标记表示与上述实施方式中的结构元件相同的结构元件。
该设置有转速检测装置的车轮用轴承装置是用于从动轮的所谓“第三代”类型，并且包括内构件1、外构件2和容纳在内构件1与外构件2之间的双列滚动元件（滚珠）3a、3b。内构件1包括毂轮4和压配合在毂轮4上的内圈5。
毂轮4在其外侧端上一体地形成有车轮安装凸缘6，并且在其外周上形成有一个内滚道表面4a，筒状部4b从该内滚道表面4a经由轴向延伸的轴部4d延伸。
在毂轮4的外侧端上形成有轴向延伸的杯状凹部10。该凹部10通过锻造形成，并且延伸到外侧内滚道表面4a的底部附近，从而使得毂轮4的外侧部的壁厚基本均匀。
内圈5在其外周上形成有另一个内滚道表面5a并压配合到毂轮4的筒状部4b上，筒状部4b的端部塑形变形而形成铆合部4c，内圈5通过该铆合部4c轴向固定在毂轮4上。这能够减小轴承装置的重量和尺寸。滚动元件3a、3b由诸如SUJ2之类的高碳铬钢形成，并且被浸渍硬化至其芯部而具有58至64HRC的硬度。
毂轮4由碳含量按重量计为0.40至0.80%的诸如S35C之类的中高碳钢形成，并且在从车轮安装凸缘6的内侧基部6b到筒状部4b的区域上包括内滚道表面4a在内通过高频感应淬火硬化成具有58至64HRC的表面硬度。这使得可以施加足以克服施加至车轮安装凸缘6的旋转弯曲负载的机械强度，以提高形成内圈5的配合部的筒状部4b的微动磨损强度。
外构件2在其外周上形成有车身安装凸缘2c，并且还在内周上形成有与毂轮4的内滚道表面4a相对的外侧外滚道表面2a和与内圈5的内滚道表面5a相对的内侧外滚道表面2b。双列滚动元件3a、3b容纳在外滚道表面和内滚道表面之间并由保持架7、8可滚动地保持。密封件9安装在形成于外构件2和内构件1之间的外侧开口上，下述的帽14安装在内侧开口上，以防止密封在轴承内的润滑油脂泄漏并防止雨水或灰尘从外部进入轴承内。
外构件2由碳含量按重量计为0.40至0.80%的诸如S53C之类的中高碳钢形成，并在其内周上形成有双列外滚道表面2a、2b，所述外滚道表面2a、2b通过高频感应淬火硬化成具有58至64HRC的表面硬度。
在该实施方式中，外侧列滚动元件3a的节圆直径PCDo被设定为大于内侧列滚动元件3b的节圆直径PCDi（PCDo＞PCDi），外侧列各滚动元件3a的直径do被设定为小于内侧列各滚动元件3b的直径di（do＜di），并且外侧列滚动元件3a的数量Zo被设定为大于内侧列滚动元件3b的数量Zi（Zo＞Zi）。与内侧列相比这能够增加外侧列的支承刚度，因而能够延长轴承寿命。尽管这里示出了其中每个滚动元件的尺寸在外侧列和内侧列中不同的车轮轴承，但应理解的是，可以在两列中使用相同尺寸的滚动元件。
脉冲环11压配合到内圈5的外周上。如图5的放大图所示，脉冲环11包括环状支撑构件12和通过硫化粘合一体地附着至环状支撑构件12的内侧表面的磁性编码器13。
外构件2的内侧开口由压配合在外构件2的内侧端的内周内的帽14封闭。为了防止转速传感器18的检测性能受到帽14的不利影响，帽14由具有防腐蚀特性的诸如奥氏体不锈钢板之类的非磁性钢板形成，该非磁性钢板上通过阳离子电镀形成有防护膜。帽14包括：筒状配合部14a，该筒状配合部14a压配合在外构件2的内侧端的内周内；经由缩径部14b从配合部14a径向向内延伸并以小的轴向间隙与磁性编码器13相对的圆盘部14c；和底部14e，该底部14e从圆盘部14c经由弯曲部14d延伸以覆盖内构件1的内侧端（参见图3）。
在该实施方式中，由诸如NBR之类的合成橡胶制成的弹性构件15通过硫化粘合一体地附着至帽14的缩径部14b。弹性构件15具有从配合部14a径向向外突出的环状突起15a，使得环状突起15a不从圆盘部14c朝向内侧突出，从而不与转速传感器18发生干涉。外构件2的内侧端的内周的配合表面形成为使得将机加工时的颤动振幅限制为3μm或更小，并且在环状突起15a被压配合时该突起15a弹性变形并与外构件2的端部的内周紧密接触，以提高配合部14a的密封性能。
在帽14的内侧位置在外构件2上还安装有传感器帽16。传感器帽16由具有防腐蚀特性的奥氏体不锈钢板压制成具有杯状构造，在该杯状构造上执行诸如阳离子电镀之类的防腐处理。传感器帽16包括待配合在外构件2的内侧端的外周上的筒状配合部16a和待与外构件2的内侧端面紧密接触的底部16b。
如图4所示，传感器帽16的底部16b在与磁性编码器13对应的水平位置形成有插入孔口17，转速传感器18插入在插入孔口17中。在由于车轮施加的侧向负载而在外构件2和内构件1之间引起相对倾斜状态时，这能够抑制转速传感器18和磁性编码器13之间的气隙的变化，因而能够获得稳定的检测精度。
在该实施方式中，在径向外部位置处在传感器帽16的底部16b上形成有排放部21（参见图4和图6）。排放部21形成在配合部16a和底部16b之间的最接近路面的拐角部处。这使得可以将进入传感器帽16内部的诸如雨水等异物有效地排出。尽管作为排放部21例示了矩形孔口，但是可以选择其他构造，诸如椭圆形等。
图7示出了图5的变型。该变型的根本不同仅在于帽14的构造，因而将省略其详细描述，并且使用相同附图标记表示相同的结构元件。
根据该变型，外构件2的内侧开口由帽22封闭。为了防止转速传感器18的检测性能受到帽22的不利影响，帽22由具有防腐蚀特性的诸如奥氏体不锈钢板之类的非磁性钢板形成为具有杯状构造。帽22包括：筒状配合部22a，其设置有包括合成橡胶的弹性构件15，该配合部22a压配合在外构件2的内侧端的内周内；和圆盘部22c，该圆盘部22c从配合部22a经由缩径部22b径向向内延伸。
另外，从配合部22a到圆盘部22c的区域的板厚H2形成为比其他部分的板厚H1薄。更具体地说，至少帽22的圆盘部22c的板厚H2为0.2至1.0mm，而其他部分的板厚H1为1.0至1.5mm。这使得能够将气隙设定得更小，并因而提高检测精度。在这种情况下，如果板厚H2小于0.2mm，将难以精确形成圆盘部22c的构造，另一方面，如果板厚H2超过1.0mm，则气隙将过大而无法获得期望的磁特性和精确检测。
第三实施方式
图8是本发明的设有转速检测装置的车轮用轴承装置的第三实施方式的纵剖视图，图9是图8的检测部的局部放大图，而图10是图8的排放部的局部放大图。该实施方式与第二实施方式（图3）的根本不同之处仅在于传感器帽24的结构，因而将省略其详细描述，并且使用相同的附图标记表示相同的结构元件。
该传感器帽24压配合在外构件2的内侧端的内周内。传感器帽24由进行了诸如阳离子电镀或锌镀之类的防腐处理的奥氏体不锈钢板或冷轧钢板压制而成，并包括待配合在外构件2的内侧端的内周上的筒状配合部24a和待与外构件2的内侧端面紧密接触的底部24b。紧固螺母20在底部24b的中心或该中心附近压配合到底部24b内。根据该实施方式，由于传感器帽24压配合在外构件2的内周内，因此与其中传感器帽被压配合到外构件的内侧端的外周上的外周压配合型相比可进一步提高传感器帽24的刚度，因而可防止传感器帽24在车辆运行过程中由于飞石而变形或损坏。
如图9的放大图所示，传感器帽24的底部24b在与磁性编码器13对应的位置形成有插入孔口17，并且转速传感器18插入在插入孔口17内。如图10的放大图所示，在传感器帽24的底部24b在其径向外部位置处形成有排放部25。该排放部25形成在配合部24a和底部24b之间的最接近路面的拐角部处。这可以将进入传感器帽24内的诸如雨水之类的异物有效地排出。
第四实施方式
图11是本发明的设有转速检测装置的车轮用轴承装置的第四实施方式的纵剖视图，图12是图11的排放部的局部放大图。该实施方式与第二实施方式（图3）的根本不同仅在于传感器帽26的结构，因而将省略其详细描述，并且使用相同的附图标记表示相同的结构元件。
该传感器帽26压配合在外构件23的内侧端的外周上。传感器帽26由阳离子电镀的奥氏体不锈钢板压制成具有杯状构造，并包括待配合在外构件23的内侧端的外周上的筒状配合部26a以及待与外构件23的内侧端面紧密接触的底部26b。紧固螺母20在底部26b的中心或该中心附近压配合在底部26内。
如图12的放大图所示，在传感器帽26的底部26b上在其径向外部位置处形成有排放部21。另外根据该实施方式，在外构件23的内侧端的外周上形成有环状凹槽27。传感器帽26压配合到外构件23的外周上，并且配合部26a的外侧端通过形成铆合部28而铆合到环状凹槽27上。这可以防止传感器帽26从外构件23轴向滑落，并可保持原始气隙。另外，尽管因来自车轮的输入负载而在外构件的配合部处引起的变形量会在外构件的薄区域中变大，而这不利于防止构件轴向滑落，但传感器帽的铆合增大了传感器帽26的紧固力，因而有助于减小外构件23的厚度，并相应地减小整个轴承装置的重量。
已经针对优选实施方式描述了本发明。显然，本领域技术人员通过阅读并理解以上详细描述将会想到多种变型和替换。本发明理应解释为包括落入所附权利要求或其等同物的范围内的所有这些替换和变型。
工业实用性
本发明可以应用于设有转速检测装置的、用于从动轮并使用滚珠或锥形辊子作为滚动元件的内圈旋转型的任何类型的车轮用轴承装置。
附图标记说明
1，31内构件
2，23，32外构件
2a，2b外滚道表面
2c车身安装凸缘
3滚动元件
3a外侧滚动元件
3b内侧滚动元件
4,34毂轮
4a,5a内滚道表面
4b筒状部
4c,28铆合部
4d轴部
5内圈
6车轮安装凸缘
6a毂螺栓
6b车轮安装凸缘的内侧基部
7,8保持架
9密封件
10凹入部
11脉冲环
12环状支撑构件
12a,14a,16a,22a,24a,26a,33a配合部
12b直立部
13磁性编码器
14,22,33帽
14b,22b缩径部
14c,22c圆盘部
14d弯曲部
14e,16b,24b,26b,37a底部
15弹性构件
15a环状突起
16,24,26,37传感器帽
17插入孔口
18转速传感器
19孔口
20紧固螺母
21,25排放部
27环状凹槽
32a外构件的内侧端面
35金属芯
36密封构件
36a侧唇缘
36b防尘唇缘
36c油脂唇缘
38安装构件
39安装螺栓
51外构件
51a外滚道表面
51b车身安装凸缘
52内构件
53滚珠
54车轮安装凸缘
55毂轮
55a,56a内滚道表面
55b筒状部
56内圈
57保持架
58铆合部
59密封件
60磁性编码器
61环状支撑构件
62编码器本体
63罩
63a筒状部
63b,67b盖部
64凸缘
65传感器安装部
66传感器安装孔
67金属芯
67a筒状部
68缆线
69传感器
69a插入部
A气隙
di内侧列滚珠的滚珠直径
do外侧列滚珠的滚珠直径
H1帽的板厚
H2帽的圆盘部的板厚
L1帽的压配合位置
L2转速传感器的长度
PCDi内侧列滚珠的节圆直径
PCDo外侧列滚珠的节圆直径
t传感器帽的板厚
Zi内侧列滚珠的滚珠数量
Zo外侧列滚珠的滚珠数量

Claims (19)

1.一种设有转速检测装置的车轮用轴承装置，该车轮用轴承装置包括：
外构件，该外构件的外周上一体地形成有待安装在转向节上的车身安装凸缘，并且该外构件的内周上一体地形成有双列外滚道表面；
内构件，该内构件包括毂轮和至少一个内圈，所述毂轮的一端上一体地形成有车轮安装凸缘，并且该毂轮具有从所述车轮安装凸缘轴向延伸的筒状部，所述内圈压配合到所述毂轮的所述筒状部上，所述内构件的外周上形成有与所述双列外滚道表面相对的双列内滚道表面；
容纳在所述内构件的所述内滚道表面和所述外构件的所述外滚道表面之间的双列滚动元件；
脉冲环，该脉冲环适合于配合在所述内圈的外周上并具有沿着其周向交替等距变化的磁特性；
杯状的传感器帽，该传感器帽由钢板压制而成并配合在所述外构件的内侧端上；和
转速传感器，该转速传感器在所述传感器帽的径向外部位置处安装在所述传感器帽上，所述转速传感器以预定轴向气隙与所述脉冲环对置；
其特征在于，
在所述外构件上安装有覆有防腐膜的杯状的帽，该覆有防腐膜的杯状的帽由非磁性钢板压制而成并且包括：筒状的配合部，该配合部被压配合在所述外构件的内侧端的内周内；圆盘部，该圆盘部从所述配合部径向向内延伸并以小的轴向间隙与所述脉冲环相对；和底部，该底部从所述圆盘部经由弯曲部延伸以覆盖所述内构件的内侧端；并且
所述转速传感器经由所述覆有防腐膜的杯状的帽的所述圆盘部与所述脉冲环对置，所述转速传感器靠近所述圆盘部布置，
所述防腐膜由阳离子电镀形成。
2.根据权利要求1所述的设有转速检测装置的车轮用轴承装置，其中，所述防腐膜以磷酸锌处理作为底层处理而施加。
3.根据权利要求1或2所述的设有转速检测装置的车轮用轴承装置，其中，由合成橡胶构成的弹性构件通过硫化粘合而一体地附着至所述覆有防腐膜的杯状的帽的所述配合部的外周面。
4.根据权利要求1或2所述的设有转速检测装置的车轮用轴承装置，其中，至少所述覆有防腐膜的杯状的帽的所述圆盘部的板厚比所述覆有防腐膜的杯状的帽的其他部分的板厚薄。
5.根据权利要求3所述的设有转速检测装置的车轮用轴承装置，其中，至少所述覆有防腐膜的杯状的帽的所述圆盘部的板厚比所述覆有防腐膜的杯状的帽的其他部分的板厚薄。
6.根据权利要求1或2所述的设有转速检测装置的车轮用轴承装置，其中，所述覆有防腐膜的杯状的帽和所述转速传感器之间的气隙被设定在0.3mm至1.0mm的范围内。
7.根据权利要求3所述的设有转速检测装置的车轮用轴承装置，其中，所述覆有防腐膜的杯状的帽和所述转速传感器之间的气隙被设定在0.3mm至1.0mm的范围内。
8.根据权利要求4所述的设有转速检测装置的车轮用轴承装置，其中，所述覆有防腐膜的杯状的帽和所述转速传感器之间的气隙被设定在0.3mm至1.0mm的范围内。
9.根据权利要求5所述的设有转速检测装置的车轮用轴承装置，其中，所述覆有防腐膜的杯状的帽和所述转速传感器之间的气隙被设定在0.3mm至1.0mm的范围内。
10.根据权利要求1所述的设有转速检测装置的车轮用轴承装置，其中，所述传感器帽包括：筒状的第二配合部，该第二配合部待配合在所述外构件的端部上；和第二底部，该第二底部从所述第二配合部径向向内延伸以与所述外构件的内侧端面紧密接触；并且其中，所述第二底部形成有与路面平行的插入孔口，所述转速传感器以可拆卸的方式安装在该插入孔口内。
11.根据权利要求10所述的设有转速检测装置的车轮用轴承装置，其中，所述传感器帽的所述第二配合部压配合到所述外构件的内侧端的外周上；并且其中在所述外构件的内侧端的外周上形成有环状凹槽，所述第二配合部的外侧端铆合到所述环状凹槽上。
12.根据权利要求10或11所述的设有转速检测装置的车轮用轴承装置，其中，所述传感器帽由具有防腐蚀特性的奥氏体不锈钢板形成。
13.根据权利要求10或11所述的设有转速检测装置的车轮用轴承装置，其中，在所述传感器帽上在所述第二配合部与所述第二底部之间的最接近路面的拐角部处形成有排放部。
14.根据权利要求12所述的设有转速检测装置的车轮用轴承装置，其中，在所述传感器帽上在所述第二配合部与所述第二底部之间的最接近路面的拐角部处形成有排放部。
15.根据权利要求10或11所述的设有转速检测装置的车轮用轴承装置，其中，在所述传感器帽的所述第二底部的中心或该中心附近在该第二底部上形成有孔口，紧固螺母从所述第二底部的外侧压配合到所述孔口内；并且其中，通过将安装螺栓紧固在所述紧固螺母中而固定所述转速传感器。
16.根据权利要求12所述的设有转速检测装置的车轮用轴承装置，其中，在所述传感器帽的所述第二底部的中心或该中心附近在该第二底部上形成有孔口，紧固螺母从所述第二底部的外侧压配合到所述孔口内；并且其中，通过将安装螺栓紧固在所述紧固螺母中而固定所述转速传感器。
17.根据权利要求13所述的设有转速检测装置的车轮用轴承装置，其中，在所述传感器帽的所述第二底部的中心或该中心附近在该第二底部上形成有孔口，紧固螺母从所述第二底部的外侧压配合到所述孔口内；并且其中，通过将安装螺栓紧固在所述紧固螺母中而固定所述转速传感器。
18.根据权利要求14所述的设有转速检测装置的车轮用轴承装置，其中，在所述传感器帽的所述第二底部的中心或该中心附近在该第二底部上形成有孔口，紧固螺母从所述第二底部的外侧压配合到所述孔口内；并且其中，通过将安装螺栓紧固在所述紧固螺母中而固定所述转速传感器。
19.根据权利要求1所述的设有转速检测装置的车轮用轴承装置，其中外侧列滚动元件的节圆直径被设定为大于内侧列滚动元件的节圆直径；其中外侧列的各滚动元件的直径被设定为小于内侧列的各滚动元件的直径；并且其中外侧列滚动元件的数量被设定为大于内侧列滚动元件的数量。
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