JP2004084848A - 転がり軸受装置 - Google Patents

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Tomohiro Ishii
石井 知博
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    • F16C2326/02Wheel hubs or castors

Abstract

【課題】センサの検出性能とカバーの外輪への取り付け強度とを良好にする。
【解決手段】固定輪である外輪31と、この外輪31に転動体33を介して回転可能に支持される内輪32と、この内輪32の軸方向一端側に取り付けられる回転検出用のパルサーリング10と、このパルサーリング10の軸方向外方を覆うよう外輪31に取り付けられるカバー15とを備え、カバー15の各部分のうち、少なくともパルサーリング10に対応するセンサ11が設けられる検出面部15cが、外径側に形成される外輪31への取り付け部15b等、残余の部分よりも薄肉になっており、センサ11はカバー15の板厚の薄い部分を介してパルサーリング10と対向し、カバー15は、板厚の厚い取り付け部15bを介して外輪31に嵌着する。
【選択図】 図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車などでは、アンチロックブレーキシステム(ABS)等の制御のために、車輪支持用の転がり軸受装置に回転検出器を装備させることがある。
【0003】
回転検出器は、パルサーリングと、センサとを含む構成である。パルサーリングは、転がり軸受装置の回転輪に取り付けられ、センサは固定輪の側に前記パルサーリングと対向する状態で設けられる。回転輪と同期回転するパルサーリングの回転速度がセンサにて検出され、車輪の回転速度や回転方向などの回転状態が検出される。
【0004】
一般的に上記パルサーリングには、櫛歯形状の金属環もしくは円周数ヶ所に透孔を設けた金属環からなる磁性片タイプと、金属製の支持環に対して周方向交互に磁極を配置してなる環状磁石を取り付けた磁石タイプとがある。
【0005】
回転検出器を備えた転がり軸受装置の従来例として、図6に、車輪支持用の転がり軸受装置を示す。図中、41は転がり軸受装置の全体を示し、42はハブ軸、43は固定輪である外輪、44は回転輪である2個一対の内輪、45は転動体としての玉である。
【0006】
ハブ軸42は、軸方向一端(図面では左端で、車体のアウター側)にフランジ42aを有し、このフランジ42aにはディスクブレーキ装置のディスクロータおよびホイール(いずれも図示せず)が取り付けられる。また、このハブ軸42の外周部には内輪44が嵌着されている。内輪44は、ハブ軸42の軸端のかしめ部42bにより、ハブ軸42の外周部上に固定されている。外輪43は、軸方向他端(図面では右端で、車体のインナー側)にフランジ43aを有し、このフランジ43aは、車体の一部となるキャリア46(ナックルの場合もある)に取り付けられる。
【0007】
回転検出器47は、パルサーリング48と、センサ49とからなり、パルサーリング48は、一対の内輪44,44のうち、車体インナー側の内輪44の外周部に嵌着されている。符号50は、パルサーリング48を保護するために該パルサーリング48の軸方向外側を覆うカバーである。このカバー50は、その外径側に形成されている筒部を外輪43の内周面に圧入することにより、外輪43に取り付けられている。センサ49は、カバー50の外面に設けられており、このカバー50を介してセンサ49は前記パルサーリング48と軸方向に対向する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、回転検出器47のセンサ49は、その特性上、パルサーリング48との間隔を極力小さく設定することが望ましい。上記の従来例のように、センサ49とパルサーリング48との間にカバー50が介在するタイプの回転検出器47では、カバー50の板厚をできるだけ薄くする方が、センサ49とパルサーリング48との間隔を実質的に小さくすることになり、回転を検出する上で有利である。カバー50の板厚が厚いと、センサ49から所要レベルの検出出力を得られなくなることがある。
【0009】
一方、カバー50は、その外径側に形成される筒部のような取り付け部を介して外輪43に取り付けられるもので、その取り付け部は外輪43の内周面もしくは外周面に強い接触圧で嵌着させる必要がある。このカバー50において、板厚が薄いと、外輪43に対する取り付け部の嵌着力が不足し、振動等により脱落するおそれがある。また、振動等によりカバー50が軸方向に移動してパルサーリング48と干渉してしまうおそれもある。
【0010】
そこで、本発明の主たる課題は、センサの検出性能と、カバーの外輪への取り付け強度とをともに良好にすることである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を達成するために、本発明は、固定輪である外輪と、この外輪に転動体を介して回転可能に支持される内輪と、この内輪の軸方向一端側にセンサに対向して取り付けられる回転検出用のパルサーリングと、このパルサーリングとセンサとの間に配置される検出面部を含み前記パルサーリングの軸方向外方を覆うよう前記外輪に取り付けられるカバーとを備え、前記カバーの各部分のうち、少なくとも前記検出面部が残余の部分よりも薄肉になっている転がり軸受装置を構成している。
【0012】
上記の構成によれば、センサは、カバーを介してパルサーリングと対向するが、センサとパルサーリングとの間に介在するのは、カバーの各部分のうち、板厚の薄い検出面部であるから、センサとパルサーリングとの間の実質的な間隔は狭くなり、センサからは充分大きな検出出力が得られる。
【0013】
また、カバーの他の部分のうち、外輪への取り付け部は、その板厚が検出面部より厚く、充分の厚みを有しているから、外輪への嵌着力が損なわれることがなく、外輪に充分な強度で取り付き、不測に脱落するおそれがない。また、カバーが振動等により軸方向に移動してパルサーリングと干渉してしまうおそれもない。
【0014】
上記構成の転がり軸受装置において、カバーの前記残余部分のうち、カバーの外径側に形成された外輪への取り付け部を除く部分が、取り付け部よりも薄肉となっている構成とすることができる。
【0015】
この構成では、カバーの内径側の部分はいずれの個所も薄肉であるから、この内径側の部分の範囲内で、センサを設ける位置を適宜調整しうる。
【0016】
なお、上記構成の転がり軸受装置は、パルサーリングに対応するセンサを含まないものであってもよいし、前記センサがカバーの外面の所要位置に設けられているものであってもよい。
【0017】
【発明の実施の形態】
〔第1実施形態〕
図1および図2に本発明の第1実施形態を示している。ここでは、自動車の従動輪側に用いられる内輪回転型の転がり軸受装置を例に挙げる。図1は、第1実施形態に係る転がり軸受装置の全体の断面図、図2は、図1の装置の要部の拡大断面図である。図例の転がり軸受装置1は、ハブ軸2と、複列転がり軸受3と、回転検出器4とを備えている。
【0018】
ハブ軸2の一方軸端寄り(図1において左端寄りの位置で、車体のアウター側)には、径方向外向きに延びるフランジ2aが設けられている。このハブ軸2において、前記のフランジ2aよりも車両インナー側の領域に複列転がり軸受3が外装されている。
【0019】
複列転がり軸受3は、ここでは複列外向きアンギュラ玉軸受であって、二列の軌道溝を有する単一の外輪31と、一列の軌道を有しハブ軸2の小径部2bに外嵌されている車体インナー側の一方の内輪32と、二列で配設される複数の玉33,…と、二つの冠形保持器34,34とを備えており、上記ハブ軸2の大径部2cで構成される内側軌道部が車体アウター側の他方の内輪となっている。
【0020】
外輪31の外周の車体インナー側には、径方向外向きに延びるフランジ35が設けられている。符号2dは、ハブ軸2の車体インナー側の端部に形成されたかしめ部で、一方の内輪32をハブ軸2の小径部2b上の所要位置に固定している。なお、ハブ軸2の小径部2b上の内輪32は、該小径部2bの端部に螺合されるナットにより固定される場合もある。
【0021】
そして、外輪31のフランジ35が、車体の一部となるキャリア5(またはナックル)に対してボルト6で非回転に取り付けられる。ハブ軸2のフランジ2aの円周数ヶ所にはボルト7が貫通装着されている。このフランジ2aの外側面(図1の左側で、車体アウター側の面)に、前記ボルト7が貫通する状態でディスクブレーキ装置のディスクロータ8および車輪9が添わされ、これらディスクロータ8および車輪9は、前記ボルト7に螺合されるナット(図示省略)で、フランジ2aの外側面に固定される。
【0022】
回転検出器4は、前記ハブ軸2の回転速度や回転方向などの回転状態を検出するものであり、パルサーリング10と、センサ11とを備えている。
【0023】
パルサーリング10は、図2に示すように、車体インナー側の内輪32の外周面肩部に取り付けられる支持環12と、この支持環12に対して取り付けられる環状磁石13とを有している。環状磁石13は、例えばフェライトの磁性粉末を混入したゴム材料を環状板形状にし、その円周等間隔の領域をN極とS極に交互に着磁した構成の着磁ゴムリングとされている。
【0024】
パルサーリング10の軸方向外方には、カバー15が設けられている。このカバー15は、パルサーリング10を保護するとともに、複列転がり軸受3の車体インナー側を密封するためのもので、樹脂もしくは非磁性の金属であるステンレス鋼やアルミニウム等からなる。
【0025】
このカバー15は、円板部15aと、この円板部15aの外径側から外輪31側に突出する取り付け用筒部15bとからなる。円板部15aは、外輪31の軸端の内周面の内径部全体を覆う大きさで、一様に薄い板厚t、具体的には例えば0.5mm〜0.6mm程度の板厚を有する。取り付け用筒部15bは、外輪31の軸端の内周面に圧入により嵌着されるもので、円板部15aより厚い板厚T(T>t)、具体的には例えば約1mmの板厚を有する。
【0026】
このカバー15の円板部15aと筒部15bとは、プレスによりその板厚を異ならしめてもよいし、切削により円板部15aの板厚を薄く成形してもよく、カバー15に板厚の異なる円板部15aと筒部15bとを形成する手段は、特に問わない。
【0027】
センサ11は、そのセンタを環状磁石13の検出径と一致させた状態で、かつ環状磁石13にカバー15を介して軸方向で対向する状態でカバー15の円板部15aの一部(この部分を検出面部と称する)の外面に設けられており、環状磁石13の回転状態に対応した電気信号を出力する。このセンサ11は、ホール素子や磁気抵抗素子等の磁束の流れ方向に応じて出力を変化させる検知部となる磁気検出素子と、当該磁気検出素子の出力波形を整える波形整形回路を組み込んだIC等とで構成されたもので、いわゆるアクティブセンサと呼ばれるものである。このセンサ11は、カバー15に支持させてもよいし、カバー15の円板部15aの外面に当てつけた状態で、他の固定側の部材、たとえばキャリア5やナックルに支持させてもよい。
【0028】
上記の構成によれば、センサ11は、カバー15を介してパルサーリング10と対向するが、センサ11とパルサーリング10との間に介在するのは、カバー15の各部分のうち、板厚の薄い円板部15aの検出面部であるから、センサ11とパルサーリング10との間の実質的な間隔は狭くなり、センサ11からは所要レベル以上の検出出力が得られる。
【0029】
また、外輪31への取り付け部である筒部15bは、円板部15aより厚い板厚Tを有しているから、外輪31の内周面に対しては強い接触圧で嵌着することになり、外輪31への取り付け強度が充分に大きく、外部から加わる振動等により不測に脱落するようなことがない。
【0030】
〔第2実施形態〕
図3は、本発明の第2実施形態に係る転がり軸受装置の要部の断面図である。本実施形態に係る転がり軸受装置は、図1および図2に示した第1実施形態の転がり軸受装置1と基本的に同構成のもので、第1実施形態の装置1と共通する部分には同一の符号を付している。
【0031】
この第2実施形態においても、パルサーリング10の軸方向外方には、パルサーリング10を保護するとともに複列転がり軸受3の車体インナー側を密封するカバー15が設けられており、このカバー15は、円板部15aと、この円板部15aの外径側から外輪31側に筒状に突出して、外輪31の軸端の内周面に圧入により嵌着される取り付け用筒部15bとからなる。
【0032】
この第2実施形態では、カバー15の筒部15bの形状に特徴があり、筒部15bは、カバー15の素材である板材の折り返しにより形成されている。すなわち、カバー15の素材には、全体が一様に薄い板厚、具体的には例えば0.5mm〜0.6mm程度の板厚の板材が用いられ、この板材の外径側の部分を筒状に成形するとともに、その筒状先端部を折り返すことで、筒部15bが形成されている。これにより、筒部15bは全体として、円板部15aより厚い板厚となっており、その板厚は、円板部15aの板厚tの2倍(t×2)である。また、円板部15aは、全体が一様に薄い板厚tとなっている。
【0033】
パルサーリング10とともに回転検出器4を構成するセンサ11が、パルサーリング10の環状磁石13にカバー15を介して軸方向に対向する状態でカバー15の円板部15aの一部(検出面部)の外面に設けられる点は、第1実施形態と同じである。
【0034】
上記の構成によれば、第1実施形態におけるのと同様に、センサ11とパルサーリング10との間には、板厚の薄い円板部15aが介在するから、センサ11とパルサーリング10との間の実質的な間隔は狭くなり、センサ11からは所要レベル以上の検出出力が得られ、また、取り付け用筒部15bは、その厚い板厚Tにより、外輪31の内周面に対して大きい接触圧で嵌着することになり、不測に脱落するようなことがない。
【0035】
なお、この実施形態では、カバー15について、板材の折り返し等、曲げ加工により、板厚の厚い筒部15bを形成するようにしているので、プレス等により単一の素材の一部を厚肉に、他の部分を薄肉に加工する場合に比べ、加工が簡単で、低コストでカバー15を製作することができる。
【0036】
〔第3実施形態〕
図4は、本発明の第3実施形態に係る転がり軸受装置の要部の断面図である。本実施形態に係る転がり軸受装置は、図1および図2に示した第1実施形態の転がり軸受装置と基本的に同構成のもので、第1実施形態の装置と共通する部分には同一の符号を付している。
【0037】
この第3実施形態においても、パルサーリング10の軸方向外方には、パルサーリング10を保護するとともに複列転がり軸受3の車体インナー側を密封するカバー15が設けられており、このカバー15は、円板部15aと、この円板部15aの外径側から外輪31側に突出する取り付け用筒部15bとからなる。
【0038】
この第3実施形態が第1実施形態や第2実施形態と異なるのは、カバー15の外輪31への取り付け方である。すなわち、外輪31の軸端(車体インナー側の軸端)には、フランジ35よりも軸方向外方に突出する円筒部36があり、カバー15は、この円筒部36の軸方向端面を覆う大きさとなっている。そして、カバー15の筒部15bは、外輪31の円筒部36の外周面に嵌着されて、その円筒部36の外周にある段部36aの位置まで圧入されている。
【0039】
この第3実施形態において、カバー15の円板部15aが、一様に薄い板厚t、具体的には例えば0.5mm〜0.6mm程度の板厚を有し、筒部15bが、円板部15aより厚い板厚T、具体的には例えば約1mmの板厚を有する点は、第1実施形態や第2実施形態の場合と同じである。
【0040】
また、センサ11が、パルサーリング10の環状磁石13にカバー15を介して軸方向に対向する状態でカバー15の円板部15aの一部(検出面部)の外面に設けられる点も、第1実施形態や第2実施形態と同じである。
【0041】
上記の構成によれば、第1実施形態や第2実施形態におけるのと同様に、センサ11とパルサーリング10との間に板厚の薄い円板部15aが介在することで、センサ11からは所要レベル以上の検出出力が得られ、また、取り付け用筒部15bは、その厚い板厚Tにより、外輪31の円筒部36の外周面に対して大きい接触圧で嵌着し、外輪31への取り付け強度が不足することがない。
【0042】
なお、この実施形態では、カバー15の筒部15aが外輪31の円筒部36の外周面に嵌着しており、その嵌着力には、筒部15bばかりでなく、円板部15aも寄与するから、カバー15の筒部15bが外輪31の内周面に嵌着する場合に比べ、嵌着力が大きい。また、外輪31側への嵌着力が大きい分、筒部15bや円板部15aの板厚を薄くすることができる。
【0043】
〔第4実施形態〕
図5は、本発明の第4実施形態に係る転がり軸受装置の要部の断面図である。本実施形態に係る転がり軸受装置は、図1および図2に示した第1実施形態の転がり軸受装置と基本的に同構成のもので、第1実施形態の装置と共通する部分には同一の符号を付している。
【0044】
この第3実施形態においても、パルサーリング10の軸方向外方には、パルサーリング10を保護するとともに複列転がり軸受3の車体インナー側を密封するカバー15が設けられており、このカバー15は、円板部15aと、この円板部15aの外径側から外輪31側に筒状に突出して、外輪31の軸端の内周面に圧入により嵌着される取り付け用筒部15bとからなる。
【0045】
カバー15では、円板部15aの一部を除き、円板部15aと筒部15bとは同一の厚い板厚T、具体的には例えば約1mmの板厚となっている。円板部15aの各部分のうち、パルサーリング10と軸方向に対向する部分で、外面にセンサ11が当て付けて設けられる部分(検出面部15c)のみが、円板部15aの他の部分よりも薄い板厚tとなっている。図示のカバー15では、検出面部15cの外面に、センサ11の先端部が嵌まり込む大きさの浅い凹部が形成され、これにより、検出面部15cが円板部15aの他の部分より薄い板厚tとなっている。
【0046】
上記の構成によれば、第1実施形態や前記した他の実施形態におけるのと同様に、センサ11とパルサーリング10との間に板厚の薄い検出面部15cが介在することで、センサ11からは所要レベル以上の検出出力が得られ、また、取り付け用筒部15bは、その厚い板厚Tにより、外輪31の軸端の内周面に対して大きい接触圧で嵌着し、外輪31への取り付け強度が不足することがない。
【0047】
特に、この実施形態では、カバー15の筒部15bが外輪31の内周面に嵌着する嵌着力には、筒部15bばかりでなく、板厚の厚い円板部15aも寄与するから、嵌着力が大きく、外輪31側への取り付け強度が大である。
【0048】
なお、カバー15の検出面部15cの外面に浅い凹部が形成されている場合、この凹部がセンサ11取り付けの目印になる。たとえば、本発明の転がり軸受装置を自動車の懸架装置等の所要の組み込み個所に組み込むに当たって、その組み込み現場で、別に用意されたセンサ11をカバー15の外面に取り付ける場合、その取り付けを容易に、かつ間違いなく行える。
【0049】
〔その他の実施形態〕
上記各実施形態では、カバー15の外径側に取り付け用筒部15bを形成して、この筒部15bを外輪31の軸端の内周面もしくは外周面に嵌着するように構成したが、カバー15の外輪31への取り付け部の形状や、外輪31への取り付け方は、これらに限定されるものではなく、例えば、外輪31の軸方向端面に、取り付け用筒部15bに対応する環状溝を形成して、この環状溝に筒部15bを圧入するようにしてもよい。また、外輪31への取り付け部は、図示の実施形態におけるように、外輪31側に突出する筒部15bに限らず、外輪31側に向けて櫛歯状に突出する形状のものでも、外輪31側への突出先端に鈎状の係止部を有するものでもよく、その形状は図示のものに限定されない。
【0050】
また、上記の各実施形態では、カバー15の取り付け用筒部15bや円板部15a、検出面部15cの板厚について具体的な数値を示したが、これは、説明を理解しやすくするための例示であって、数値を限定するものではない。要するに、カバー15の筒部15bと、円板部15aや検出面部15cとは、板厚に厚薄明確な違いがあればよく、具体的に示した数値以外の数値を採用することが可能である。
【0051】
また、上記の各実施形態では、センサ11はカバー15の外面に当て付けた状態で取り付けだが、センサ11とカバー15の外面との間に隙間を設けてもよい。
【0052】
さらに、上記各実施形態では、従動輪用で内輪回転型の転がり軸受装置を例示したが、本発明は、駆動輪用の転がり軸受装置にも実施可能である。駆動輪用の転がり軸受装置は、従動輪用の転がり軸受装置とハブ軸の構造が異なる等、種々の違いはあるが、パルサーリング10やカバー15、センサ11等を設ける部分の構成については、各実施形態において図示した構成が駆動輪用の転がり軸受装置にも適用できるので、駆動輪用の転がり軸受装置についての実施形態は、特に図示しない。
【0053】
このほか、上記の各実施形態では、パルサーリング10として磁石タイプのものを示したが、櫛歯形状の金属環もしくは円周数ヶ所に透孔を設けた金属環からなる磁性片タイプのものでもよい。また、パルサーリング10の軸方向外方を覆うカバー15は、磁性を有する金属で構成することも可能である。
【0054】
【発明の効果】
本発明によれば、センサとパルサーリングとの間には、カバーの各部分のうち、板厚の薄い部分が介在するから、センサとパルサーリングとの間の実質的な間隔は狭くなり、センサからは所要レベル以上の検出出力が得られ、センサの検出性能が低下することはない。
【0055】
また、外輪への取り付け部は、センサとパルサーリングとの間に介在する部分より厚い板厚を有しているから、外輪に対しては大きい接触圧で嵌着することになり、外輪への取り付け強度が充分に大きく、振動等が加わっても、不測に脱落するおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る転がり軸受装置の全体の断面図。
【図2】図1の装置の要部の拡大断面図。
【図3】本発明の第2実施形態に係る転がり軸受装置の要部の断面図。
【図4】本発明の第3実施形態に係る転がり軸受装置の要部の断面図。
【図5】本発明の第4実施形態に係る転がり軸受装置の要部の断面図。
【図6】従来の転がり軸受装置の半部の断面図。
【符号の説明】
1   転がり軸受装置(全体)
2   ハブ軸
3   複列転がり軸受
31 外輪、   32 内輪、  33 玉(転動体)、
10   パルサーリング
11   センサ
15   カバー
15a 円板部、 15b 取り付け用筒部、 15c 検出面部、
t   薄い板厚
T   厚い板厚

Claims (3)

  1. 固定輪である外輪と、この外輪に転動体を介して回転可能に支持される内輪と、この内輪の軸方向一端側にセンサに対向して取り付けられる回転検出用のパルサーリングと、このパルサーリングとセンサとの間に配置される検出面部を含み前記パルサーリングの軸方向外方を覆うよう前記外輪に取り付けられるカバーとを備え、
    前記カバーの各部分のうち、少なくとも前記検出面部が残余の部分よりも薄肉になっている転がり軸受装置。
  2. 請求項1に記載の転がり軸受装置において、
    前記カバーの前記残余部分のうち、前記カバーの外径側に形成された外輪への取り付け部を除く部分が、前記取り付け部よりも薄肉となっている転がり軸受装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載の転がり軸受装置において、
    前記カバーの検出面部の外面に、該カバーを介して前記パルサーリングと軸方向に対向するセンサが設けられている転がり軸受装置。
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