JP2004198378A - 転がり軸受装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】パルサリングをセンサカバーで傷つけることが回避でき、パルサリング等に対して位置精度良くセンサカバーを設ける。
【解決手段】センサカバー３７のセンサ本体３８外周縁を軸受内部側に折り曲げるとともに、その折り曲げ部分３９に嵌合部としての円錐部３９ａを形成する一方、外輪３１の内周面４０に前記嵌合部が嵌合する被嵌合部としての円錐部４０ａを形成し、前記両円錐部同士を嵌合させることによってパルサーリング１５に対するセンサカバー３７の軸方向位置を位置決め設定した構造。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の懸架装置に車輪を回転自在に支持するとともにこの車輪の回転速度や回転方向を検出するための回転検出装置を備えた転がり軸受装置に係り、特にその回転検出装置におけるパルサリングを備えた転がり軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車などでは、車輪支持用の転がり軸受装置に対して、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）等の制御に用いる回転検出装置を装備させることがある。回転検出装置は、パルサリングと、センサとを含む構成である。このパルサリングが転がり軸受装置の回転輪に対して取り付けられ、センサが前記パルサリングに対向する状態で転がり軸受装置の固定輪に対して取り付けられる。回転輪と同期回転するパルサリングの回転状態をセンサで検出し、車輪の回転状態を検出する。一般的に、上記パルサリングについては、円周方向に交互に磁気特性を変化させたものであり、例えば櫛歯形状の金属環および円周数ヶ所に透孔を設けた金属環とする磁性片タイプや、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がある。
【０００３】
パルサリングは、回転輪と固定輪との径方向での間の玉などの転動体が介装されている環状空間の軸方向一端箇所において回転輪側に設けられる。環状空間内のパルサリング設置個所に外部から塵埃や泥水などが侵入しないように保護するため、その環状空間を外部と仕切るセンサカバーが設けられている。従来の場合、センサカバーは、パルサリングが設けられた回転輪に対向する固定輪側に嵌合されているとともに、パルサリングを回転輪に固定する金属環等との間にシール部材でシールするように設けていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２１１３１１（全頁、全図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の場合、センサカバーの回転輪への嵌合は、センサカバーの円筒状部分を回転輪に圧入するように嵌合させるだけの構造であったため、軸方向でどの程度嵌合しているか明確なものとなっていなかった。このため、センサカバーが軸方向内側に不当に押し込まれるおそれがあって、特にセンサカバーとパルサリングとが軸方向で対向するように配置されている場合、そのセンサカバーがパルサリングと当接してパルサリングを傷つけるおそれがある。また、パルサリングに当接しないようにセンサカバーを嵌合させた場合であっても、貯蔵や輸送のためその転がり軸受装置を積み重ねたりした場合、ボルトなどによってセンサカバーが押し込まれるおそれがあり、押し込まれたセンサカバーでパルサリングが傷つけられるおそれがある。さらに、センサカバーの嵌合位置が十分でない場合には、センサカバー位置に制限されてパルサリングとセンサとの軸方向間隔（クリアランス、エアギャップ）が長いものとなることがあって、パルサリングの磁気情報がセンサで精度良く検出できないおそれがある。
【０００６】
殊に、このクリアランスを極力小さくしようとした場合、センサカバーとパルサリングとが一層近接するものとされたり、センサカバーの薄肉化も図られたりすることもあって、上記のような転がり軸受装置の積み重ね時の問題が生じやすい。
【０００７】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであって、パルサリングを傷つけることが回避できるとともに、パルサリング等に対して位置精度良くセンサカバーを設けることのできる転がり軸受装置の提供を解決しようとする課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る転がり軸受装置は、車輪を支持するためのフランジを有する回転輪と、この回転輪の外径側にこの回転輪と同心に支持され回転しない固定輪と、前記回転輪と前記固定輪との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、前記回転輪の軸方向一端側の外周面に設置され円周方向に交互に磁気特性を変化させたパルサリングと、前記固定輪の軸方向一端側の内周面に前記パルサリングにその片面が近接して設置されて当該固定輪と前記回転輪との間の環状空間を塞ぐ非磁性材製のセンサカバーとを備え、前記固定輪または車体の一部に支持されたセンサが前記センサカバーの他面に近接もしくは当接して前記センサカバーを介して前記パルサリングに軸方向に対向する転がり軸受装置であって、前記センサカバーの外周縁を軸受内部側に折り曲げるとともに、その折り曲げ部分の少なくとも一部に嵌合部を形成する一方、前記固定輪の前記内周面の所定位置に前記嵌合部が嵌合する被嵌合部を形成し、前記センサカバーの嵌合部を前記固定輪の被嵌合部に嵌合させることによって前記パルサリングに対する前記センサカバーの軸方向位置を位置決め設定した構造を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る転がり軸受装置によれば、センサカバーはその嵌合部を前記固定輪の被嵌合部に嵌合させることによって前記パルサリングに対する軸方向位置を設定することで、パルサリングに対して検出等に支障の無い適正な一定位置にセンサカバーを位置させておくことができる。また、例えば転がり軸受装置を積み重ねた場合のようにセンサカバーが幾分外力を受けたとしても、センサカバーは前記嵌合部と被嵌合部との嵌合により軸方向の位置規制がなされているので、センサカバーは適正位置から押し込まれるようなことがない。したがって、センサカバーがパルサリングに干渉するように移動する不具合が回避される。
【００１０】
本発明に係る転がり軸受装置は、好ましくは、前記嵌合部を嵌合方向に対して漸次縮径する環状のテーパ面構造とし、前記被嵌合部を嵌合方向に対して漸次縮径する環状のテーパ面構造としている。また、好ましくは、前記嵌合部を環状の凸部構造とし、前記被嵌合部を前記凸部が嵌合する環状の溝構造としている。
【００１１】
こうした場合、前記両テーパ面同士、前記凸部と環状溝同士の嵌合によって、センサカバーの軸方向での位置決めがなされることになるから、センサカバーを軸方向で位置決めするための構造を設けるための加工が簡易なものとなるとともに、センサカバーも抜け止めされて好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１および図２に本発明の実施形態１を示している。ここでは、自動車の従動輪側に用いられる転がり軸受装置を例に挙げる。図１は、転がり軸受装置等の全体を示す断面図、図２は、図１における要部拡大断面図である。
【００１３】
実施形態１の転がり軸受装置１は、ハブ軸２と、複列転がり軸受３と、回転検出装置４とを備える。ハブ軸２は、車両アウタ側外周面に径方向外向きのフランジ２ａを備える。複列転がり軸受３は、ハブ軸２のフランジ２ａよりも車両インナ側の外周面に設けられている。複列転がり軸受３は、複列外向きアンギュラ玉軸受とされ、二列の軌道溝を有する単一の外輪３１と、ハブ軸２の小径外周面２ｂに外嵌される一列の内輪軌道を有する単一の内輪３２と、二列で配設される転動体としての複数の玉３３と、二つの冠形保持器３４，３５とを備えており、上記ハブ軸２の大径外周面２ｃを一方内輪とする構成になっている。内輪３２とハブ軸２は回転輪を構成しており、外輪３１は前記回転輪の外径側にこの回転輪と同心に支持され回転しない固定輪を構成する。すなわち、ハブ軸２の大径外周面２ｃおよび内輪３２の外周面と、外輪３１の内周面との間の環状空間に位置する状態で複数の玉３３が複列に周方向に並べられた状態で介装されており、外輪３１を固定輪としてハブ軸２および内輪３２が回転輪として相対回転可能に支持されている。
【００１４】
外輪３１は、その車両アウタ側外周面に径方向外向きのフランジ３６を備える。外輪３１の車両インナ側内周面に軸受内部を密封するセンサカバー３７が装着されている。
【００１５】
複列転がり軸受３は、外輪３１のフランジ３６が車体の一部となるキャリア（またはナックル）５に対してボルト６で固定されることによって該車体に対して非回転に取り付けられる。ディスクブレーキ装置のディスクロータ９および車輪１０は、ハブ軸２のフランジ２ａの車両アウタ側外側面に対して該フランジ２ａの円周数ヶ所に貫通装着されるボルト７により固定される。
【００１６】
回転検出装置４は、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。回転検出装置４は、パルサリング１５と、センサ１６とを備える。パルサリング１５は、センサカバー３７の内側片面に近接して配置され、センサ１６は、センサカバー３７の外側他面に近接して車体側に固定配置されている。この場合、センサ１６は、センサカバー３７に当接してもよい。
【００１７】
パルサリング１５は、外輪３１および内輪３２の軸方向一方側（車両インナ側）の端に配置されている。詳述すると、外輪３１の車両インナ側の端部には、軸方向で内側に凹入するように形成された環状空間Ｋが設けられておりその環状空間Ｋに臨む内輪３２の外周面肩部にパルサリング１５が嵌合固定されている。
【００１８】
パルサリング１５は、内輪３２の外周面肩部に取り付けられる支持環１７と、この支持環１７に対して取り付けられる環状磁石１８とを有する。環状磁石１８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る。
【００１９】
センサ１６は、その検出を行なう中心位置と環状磁石１８の磁場発生部位位置とを径方向において一致させ、かつパルサリング１５の環状磁石１８に所定の間隔を介して軸方向で対向するようにセンサカバー３７を間に位置させた状態で車両側に取り付けられている。センサ１６は、環状磁石１８の回転状態に対応した電気信号を出力する。センサ１６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等とで構成されたいわゆるアクティブセンサである。
【００２０】
このような回転検出装置４では、ハブ軸２と一体の内輪３２の回転に伴ってパルサリング１５が回転すると、センサ１６によってパルサリング１５の磁束の変化が検知される。この回転検出装置４の回転検知出力は、ハブ軸２に取り付けられる車輪１０の回転速度の検出に利用される。
【００２１】
センサカバー３７の構造を説明する。
【００２２】
センサカバー３７は、アルミニウムや銅などの非磁性材製であり、環状空間Ｋを塞ぐカバー本体３８を備える。カバー本体３８の外周縁は軸受内部側に折り曲げられている。その折り曲げ部分３９は、嵌合方向に漸次縮径する環状構造を有する嵌合部としての円錐部３９ａとその円錐部３９ａから先端にかけて嵌合方向に一定径を有する当接部としての円筒部３９ｂとを備える。
【００２３】
カバー本体３８は、内輪３２およびこの内輪３２に対するハブ軸２のかしめ部分２ｄを覆えるよう車両インナ側に突出した形状となっている。カバー本体３８の折り曲げ部分３９は、外輪３１の軸方向一方側端部の開口Ｋに臨む内周面４０に圧入される状態で内嵌される。
【００２４】
外輪３１の内周面４０は、嵌合方向に漸次縮径する環状構造とされた被嵌合部としての円錐部４０ａとこの円錐部４０ａよりも軸方向内側で嵌合方向に一定径とされた被当接部としての円筒部４０ｂとされている。
【００２５】
そして、センサカバー３７の折り曲げ部分３９は、図２に二点鎖線で示すように、外輪３１の内周面４０に嵌合する前の状態では、外輪３１の内周面４０の内径よりも外側に幾分拡径している。これにより、センサカバー３７の折り曲げ部分３９の円錐部３９ａを外輪３１の内周面４０の円錐部４０ａに圧入した状態では、円錐部３９ａは縮径した状態に弾性変形し外広がりとなるように弾性付勢力が外輪３１の円錐部４０ａに対して作用するものとなっている。その弾性付勢力が作用することで、外輪３１の円錐部４０ａに対するセンサカバー３７の嵌合部３９ａの当接摩擦力が高められ、軸方向での位置保持力として働くことになる。また、両円錐部３９ａ、４０ａ同士が当接していることにより、軸方向での位置決めもなされており、それによって、センサカバー３７の円錐部３９ａが位置決めされた状態では、センサカバー３７におけるパルサリング１５との軸方向位置が所定状態に位置決めされる。したがって、センサカバー３７がパルサリング１５に不適正に近接することも回避できるとともに、センサ１６とパルサリング１５とのギャップも所望状態にすることができる。
【００２６】
さらに、このような両円錐部３９ａ、４０ａが当接してセンサカバー３７を軸方向に位置決めする構成では、センサカバー３７を外輪３１の軸方向一端に嵌合していく際に、センサカバー３７を軸方向に沿って移動させていくことになるが、両円錐部３９ａ、４０ａが互いに面当たりするにいたるまで、円錐部３９ａが縮径側に変動することがほとんど生じないから、その変動代が少ない分、パルサリング１５の外径寸法を大きく設定することが可能となり、それにより検出の高精度化を図れる。この場合、センサカバー３７の折り曲げ部分３９の円錐部３９ｂと外輪３１の内周面４０の円錐部４０ｂとは互いに当接している。
【００２７】
次に、図３および図４を参照して本発明の実施形態２に係る転がり軸受装置を説明する。図３は、転がり軸受装置等の全体を示す断面図、図４は、図３における要部拡大断面図である。なお、上記実施形態１と同様の構造についての詳しい説明を省略するとともに、同一の参照符号を付す。
【００２８】
図３および図４を参照して、実施形態２では、センサカバー３７の折り曲げ部分３９は、筒状に構成されている。その筒状の折り曲げ部分３９の軸方向幅のほぼ中央位置に、径方向外側に突出する環状の凸部４３が実施形態１の円錐部３９ａと同等の機能を果たす嵌合部として周方向全周にわたって形成されている。一方、外輪３１の内周面４０は、その軸方向での幅のほぼ中間部に、周方向に沿った環状の凹溝４４が実施形態１の円錐部４０ａと同等の機能を果たす被嵌合部として形成されている。
【００２９】
したがって、センサカバー３７を外輪３１に軸方向に沿って嵌合していくと、凸部４３が凹溝４４に係合することになり、凸部４３が凹溝４４に係合した状態では、その係合したそれぞれの相手に対する当接箇所が軸方向で位置規制を行うので、ひいてはセンサカバー３７の軸方向の位置決めを行なうことになる。また、その状態ではセンサカバー３７が外輪３１から抜け出す車両インナ側への移動も位置規制されるから、センサカバー３７の抜け止めとしても機能している。
【００３０】
また、凸部４３と凹溝４４の形成箇所は、パルサリング１５の設置位置との関係から、センサカバー３７のパルサリング１５と対向する面部分がパルサリング１５と所定の一定間隔をおいて軸方向で位置決めされるようにその位置が決定されている。これにより、センサカバー３７の凸部４３が凹溝４４に係合されている状態では、センサカバー３７がパルサリング１５に干渉や当接しないようになっているとともに、パルサリング１５とセンサ１６との間のクリアランスも適正なものに維持されるものとなっている。
【００３１】
上記実施形態２では凸部４３が全周にわたるものとしたが、周方向で一部途切れるものであってもよい。また、凸部４３や凹溝４４が軸方向で複数設けられるものでもよい。また、上記実施形態１のテーパーでの位置決め部と実施形態２の凸部・凹溝での位置決め部とを組み合わせた構成の位置決め構造としてもよい。
【００３２】
図５を参照して、本発明の実施形態３に係る転がり軸受装置を説明すると、この実施形態３においては、外輪３１の内周面４０に被当接部としての小径部４６と被嵌合部としての大径部４７とを備え、その小径部４６と大径部４７との間が径方向に沿った面の段差部Ｄとなるようにする一方、この段差構造に合わせて、センサカバー３７の外輪３１へ嵌合させる折り曲げ部分３９にも、当接部としての小径筒部４８と嵌合部としての大径筒部４９とを形成している。この実施形態３の場合、折り曲げ部分３９を外輪３１に圧入嵌合させていったときに、段差部Ｄの箇所で軸方向内方への位置規制がなされることになり、それによって、センサカバー３７の軸方向での位置決めが成されることになる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、パルサリング等に対して位置精度良くセンサカバーを設けられる転がり軸受装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る転がり軸受装置の断面図
【図２】図１の要部拡大断面図
【図３】本発明の実施形態２に係る転がり軸受装置の断面図
【図４】図３の要部拡大断面図
【図５】本発明の実施形態３に係る転がり軸受装置の要部拡大断面図
【符号の説明】
１５ パルサリング
１６ センサ
３１ 外輪
３２ 内輪
３３ 玉
３７ センサカバー
Ｋ 開口部

Claims (3)

  1. 車輪を支持するためのフランジを有する回転輪と、この回転輪の外径側にこの回転輪と同心に支持され回転しない固定輪と、前記回転輪と前記固定輪との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、前記回転輪の軸方向一端側の外周面に設置され円周方向に交互に磁気特性を変化させたパルサリングと、前記固定輪の軸方向一端側の内周面に前記パルサリングにその片面が近接して設置されて当該固定輪と前記回転輪との間の環状空間を塞ぐ非磁性材製のセンサカバーとを備え、前記固定輪または車体の一部に支持されたセンサが前記センサカバーの他面に近接もしくは当接して前記センサカバーを介して前記パルサリングに軸方向に対向する転がり軸受装置であって、
    前記センサカバーの外周縁を軸受内部側に折り曲げるとともに、その折り曲げ部分の少なくとも一部に嵌合部を形成する一方、前記固定輪の前記内周面の所定位置に前記嵌合部が嵌合する被嵌合部を形成し、前記センサカバーの嵌合部を前記固定輪の被嵌合部に嵌合させることによって前記パルサリングに対する前記センサカバーの軸方向位置を位置決め設定した構造を有することを特徴とする転がり軸受装置。
  2. 請求項１に記載の転がり軸受装置において、
    前記嵌合部を嵌合方向に対して漸次縮径する環状のテーパ面構造とし、前記被嵌合部を嵌合方向に対して漸次縮径する環状のテーパ面構造としていることを特徴とする転がり軸受装置。
  3. 請求項１に記載の転がり軸受装置において、
    前記嵌合部を環状の凸部とし、前記被嵌合部を前記凸部が嵌合する環状の溝としていることを特徴とする転がり軸受装置。
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