JP2004205008A - 転がり軸受装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】回転検出器を組み込んだシール装置を装着した転がり軸受装置に関し、回転検出器のコンパクト化が図れると共に耐ダスト性に優れる。
【解決手段】内外輪部材OLE_LINK1２，３OLE_LINK1の各軌道面間に玉４，５を介装し、内外輪部材２，３の肩部間にシール装置８を装着した転がり軸受装置１において、シール装置８は、外輪部材２に固定した外輪側シールリング８１と、内輪部材３に固定した内輪側シールリング８２とからなり、内輪側シールリング８２の環状芯金の軸方向外側面にパルサリング１６が固定されており、外輪側シールリング８１の環状芯金の外径側において、正逆検知センサ１５が樹脂製外装体１７にてモールドされて一体化されているものである。
【選択図】 図２
【解決手段】内外輪部材OLE_LINK1２，３OLE_LINK1の各軌道面間に玉４，５を介装し、内外輪部材２，３の肩部間にシール装置８を装着した転がり軸受装置１において、シール装置８は、外輪部材２に固定した外輪側シールリング８１と、内輪部材３に固定した内輪側シールリング８２とからなり、内輪側シールリング８２の環状芯金の軸方向外側面にパルサリング１６が固定されており、外輪側シールリング８１の環状芯金の外径側において、正逆検知センサ１５が樹脂製外装体１７にてモールドされて一体化されているものである。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆるパックシールと呼ばれるシール装置に、自動車のＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）等に用いられる回転検出用のセンサやパルサリングを組み込み、当該回転検出器を組み込んだシール装置にて内外輪間の隙間をシールしてなる転がり軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の車軸を車体に対して回転自在に支持する軸受装置において、ＡＢＳ等に用いられる回転検出器を備えたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
軸受装置は、車輪側に固定された回転輪となる外輪と、車体側に固定された固定輪となる内輪との各軌道面間に転動体を介装し、内外輪間の隙間がシール装置にてシールされている。
【０００４】
回転検出器は、回転輪となる外輪に固定したパルサリングの磁界の変化をセンサにて検出し、当該検出信号はハーネスを介して車体の電子回路に送信される構成となっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２１１３１１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、回転検出器のセンサの検出面とパルサリングの被検出面が対面して配置されており、互いの間にエアギャップが必要となり、回転検出器の設置スペースが大きくなり、その結果、軸受装置が大型化するという問題があった。
【０００７】
また、シール装置のシールリップと回転検出器が、軸方向に並んで設けられており、軸受装置が大型化するという問題があった。
【０００８】
このように、軸受装置が大型化し、コンパクト化が望まれていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、軌道面を有する回転輪となる内輪部材と、この内輪部材と同心に配置されかつ前記内輪部材と対応する軌道面を有する固定輪となる外輪部材と、前記内輪部材および前記外輪部材の各軌道面間に介装した転動体と、前記内輪部材および前記外輪部材の間の隙間をシールするシール装置と、前記内輪部材の回転状態を検出する回転検出器とを備えた転がり軸受装置において、前記シール装置は、前記外輪部材に固定した外輪側シールリングと、前記内輪部材に固定した内輪側シールリングとからなり、前記内輪側シールリングは、前記内輪部材の肩部に外嵌した円筒部と、当該円筒部の軸方向外端側を径方向外向きに屈曲してなる環状板部とからなる環状芯金にて構成されており、前記外輪側シールリングは、前記外輪部材の肩部に内嵌され前記内輪側シールリングとの間に密封部を形成するシールリップを有した第１環状芯金と、前記第１環状芯金に内嵌した円筒部と当該円筒部の軸方向外端側を径方向内向きに屈曲し前記内輪側シールリングの環状板部を覆う環状板部とからなる第２環状芯金にて構成されており、前記回転検出器は、前記外輪側シールリングの第２環状芯金の円筒部の外径側（または、環状板部の軸方向外側面側）において樹脂製外装体にてモールドされて一体化された磁気センサと、前記内輪側シールリングの環状板部の軸方向外側面に固定された磁性体リングとからなり、前記磁気センサにて前記磁性体リングを検出して前記内輪部材の回転状態を検出するものである。
【００１０】
前記外輪側シールリングの第２環状芯金の円筒部には、前記外輪部材の軸方向端面に当接する位置決め部が形成される。
【００１１】
前記磁気センサのハーネスは、前記樹脂製外装体から前記外輪側シールリングの第２環状芯金の周方向に延設されている。
【００１２】
回転検出器としては、例えば磁束の変化に応じて出力を変化させるアクティブ型検出器が用いられ、磁性体リングにはパルサリング、磁気センサには周方向に離れて配置した２個の磁気センサにて構成された正逆検知センサが挙げられる。
【００１３】
本発明の転がり軸受装置によると、磁気センサは、外輪側シールリングの第２環状芯金の円筒部の外径側（または、環状板部の軸方向外側面側）において、樹脂製外装体にてモールドされて一体化されており、かつ、磁性体リングは、内輪側シールリングの環状板部の軸方向外側面に固定され、当該環状板部は外輪側シールリングの第２環状芯金の環状板部にて覆われており、磁気センサならびに磁性体リングの密封性が向上し、耐ダスト性に優れる。
【００１４】
外輪側シールリングの第２環状芯金の円筒部の外径側（または、環状板部の軸方向外側面側）において、樹脂製外装体にてモールドされて一体化されて磁気センサが設けられており、かつ、内輪側シールリングの環状板部の軸方向外側面に磁性体リングが設けられており、磁気センサならびに磁性体リングがシール装置に一体化され、回転検出器のコンパクト化が図れる。
【００１５】
外輪側シールリングは、第１環状芯金と第２環状芯金からなり、車体の揺れによって磁気センサのハーネスが断線した場合など、磁気センサの取替えの必要性が生じた場合、第２環状芯金のみを第１環状芯金から取り外して容易に交換できる。
【００１６】
外輪側シールリングの第２環状芯金の円筒部には、外輪部材の軸方向端面に当接する位置決め部が形成されており、第２環状芯金を第１環状芯金に内嵌して位置決め部を外輪部材の軸方向端面に当接した状態で、磁気センサは磁性体リングの磁界の変化を検出可能な位置に、簡単かつ正確に位置決めされる。
【００１７】
磁気センサのハーネスが、樹脂製外装体から外輪側シールリングの第２環状芯金の周方向に延設されており、軸受装置をナックルに固定する際に、ハーネスとナックルが干渉せず、組立性が向上する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１ないし図７に基づいて説明する。
【００１９】
図１は本実施形態に係る車両用の転がり軸受装置の全体構成を示す断面図、図２は図１の要部拡大断面図、図３は図２のシール装置部分の拡大断面図、図４は２個の磁気センサの検出信号の位相関係を示す図、図５は正逆検知センサの説明図、図６は図３のVI矢視図、図７は図３のシール装置部分の拡大斜視図である。
【００２０】
本実施形態の転がり軸受装置１は、自動車の駆動輪側に用いられ、図１において左側が車両アウタ側、右側が車両インナ側となる。
【００２１】
車体側にナックル９を介して非回転に支持される外輪部材２に、それぞれ冠形保持器６に円周方向等配位置に配置された二列の玉（転動体の一例）４，５を介して、内輪部材３が軸心回りに回転自在に支持されている。
【００２２】
外輪部材２の外周面には、径方向外向きに突出して支持フランジ２１が形成され、この支持フランジ２１が取付けボルト１０を介してナックル９に固定されることで、外輪部材２が非回転に支持されている。
【００２３】
内輪部材３は、ハブホイール３１と、このハブホイール３１とは別体でハブホイール３１の胴部の車両インナ側に嵌着される筒状部材３２とから構成されている。ハブホイール３１の胴部の外周面の一部が車両アウタ側列の玉４の内輪軌道面として用いられ、筒状部材３２の外周面が車両インナ側列の玉５の内輪軌道面として用いられ、外輪部材２の内周面に両列の玉４，５のための２つの外輪軌道面が形成されている。
【００２４】
外輪部材２と内輪部材３の間の環状軸受空間１１を、その軸心方向両側で密封して、環状軸受空間１１内の潤滑材が外部に漏れるのを防止するとともに、外部から泥水等が侵入するのを防止するための密封装置７，８が設けられている。
【００２５】
ハブホイール３１の中心穴にスプラインを介して等速ジョイントの椀形外輪部材１２に一体的に形成された軸部１３が圧入され、軸部１３の車両アウタ側端部にナット１４が螺着され、このナット１４をハブホイール３１の凹部３３端面に対して締付けることで、両列の玉４，５に対して必要な予圧が付与されるとともに、椀形外輪部材１２が内輪部材３に回転一体に組込まれた状態となる。
【００２６】
ハブホイール３１の外周面途中に、径方向外向きに突出したハブフランジ３４が一体的に形成されている。ハブフランジ３４に、ブレーキディスクロータならびにタイヤホイールが取付けられ、タイヤホイールに車輪が取付けられる。
【００２７】
車両アウタ側の密封装置７は、外輪部材２に内嵌した環状芯金に、ハブホイール３１に摺接するゴム製リップを接着してなる。
【００２８】
車両インナ側の密封装置８は、外輪側シールリング８１と内輪側シールリング８２とを組み合わせて構成される。
【００２９】
外輪側シールリング８１は、外輪部材２側に取り付けられるもので、第１環状芯金８３と、第２環状芯金８４と、第１環状芯金８３に被着したシールリップ８５とから構成されている。
【００３０】
第１環状芯金８３は、軸方向に沿う円筒部８３ａと、円筒部８３ａの軸方向内端側を径方向内向きに屈曲してなる環状板部８３ｂとを有している。
【００３１】
第２環状芯金８４は、軸方向に沿う円筒部８４ａと、円筒部８４ａの軸方向外端側を径方向外向きに折り返してなる位置決め部８４ｂと、位置決め部８４ｂから軸方向外側に屈曲してなる円筒部８４ｃと、円筒部８４ｃの軸方向外端側を径方向内向きに屈曲してなる環状板部８４ｄとを有している。
【００３２】
シールリップ８５は、ラジアルリップ８５ａ，８５ｂと、アキシャルリップ８５ｃとからなる。
【００３３】
内輪側シールリング８２は、筒状部材３２側に取り付けられるもので、軸方向に沿う円筒部８６ａと、円筒部８６ａの軸方向外端側を径方向外向きに屈曲してなる環状板部８６ｂとからなる環状芯金８６にて構成されている。
【００３４】
なお、シールリップ８５は、ニトリルブタジエンラバー（ＮＢＲ）などのゴムとされ、第１環状芯金８３に対して加硫接着される。また、外輪側シールリング８１の第２環状芯金８４は、例えばステンレス鋼などの非磁性材で形成されている。
【００３５】
シールリップ８５のラジアルリップ８５ａ，８５ｂは、環状芯金８６の円筒部８６ａに摺接して密封部を形成する。シールリップ８５のアキシャルリップ８５ｃは、環状芯金８６の環状板部８６ｂに摺接して密封部を形成する。
【００３６】
そして、外輪側シールリング８１には磁気センサとなる正逆検知センサ１５が、内輪側シールリング８２には磁性体リングとなるパルサリング１６がそれぞれ一体に組み込まれており、これら正逆検知センサ１５とパルサリング１６とで筒状部材３２の回転を検出するようになっている。
【００３７】
正逆検知センサ１５は、例えば、ホール素子や磁気抵抗素子などからなる円周方向に離れて配置した２個の磁気センサにて構成され、回転角度に加え回転方向の検出も行えるセンサである。２個の磁気センサの検出信号の位相関係は、図４に示すように、一方の磁気センサが図４（Ａ）の矩形波信号を出力すると、他方の磁気センサは９０度位相がずれた図４（Ｂ）の矩形波信号を出力するように配置する。両磁気センサの進遅により、右回りか左回りかの回転方向が判断できる。
【００３８】
正逆検知センサ１５には、図５に示すように、２個のホール素子２２を内蔵するホールＩＣを用いてもよい。すなわち、パルサリング１６の着磁ピッチλに対し、２個のホール素子２２を互いの出力位相が９０度となる間隔（λ／４）で配置することにより、回転方向の検出が行えるようにする。
【００３９】
正逆検知センサ１５は、外輪側シールリング８１の第２環状芯金８４における円筒部８４ｃの外周面上に搭載されており、円筒部８４ｃの外径に正逆検知センサ１５を覆う厚みの樹脂製外装体１７を一体成形（インサート成形）することにより設けている。樹脂製外装体１７は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）などのエンジニアプラスチックとされる。
【００４０】
正逆検知センサ１５には、信号線１８，１９が接続されており、信号線１８，１９は束ねられて絶縁パイプからなるハーネス２０にて被覆されている。ハーネス２０は、図６，７に示すように、正逆検知センサ１５から第２環状芯金８４の周方向に延設されており、ハーネス２０の基部は樹脂製外装体１７に一体形成され周方向に延びるガイド用凸部１７ａにて被覆されている。
【００４１】
パルサリング１６は、磁性粉末を含有したゴムを加硫成型して形成されるものであり、例えば周方向交互にＮ極とＳ極を配列する形態で着磁されている。このパルサリング１６は、内輪側シールリング８２の環状芯金８６の環状板部８６ｂの外周面において、正逆検知センサ１５が当該パルサリング１６の磁界の変化を検出可能な位置に固定されている。なお、正逆検知センサ１５の検出面（内径方向）１５ａと、パルサリング１６の被検出面（軸方向）１６ａは、互いに直交している。
【００４２】
次に、車両インナ側のシール装置８の装着について説明する。まず、外輪側シールリング８１の第１環状芯金８３と内輪側シールリング８２の環状芯金８６とを組み合わせた状態で、第１環状芯金８３の円筒部８３ａを外輪部材２の内周面の肩部２ａに圧入嵌合し、また、パルサリング１６を組み込んだ環状芯金８６を筒状部材３２の外周面の肩部３２ａに対して圧入嵌合させる。なお、円筒部８３ａの先端は、外輪部材２の軸方向端面２ｂと面一となる。
【００４３】
さらに、外輪側シールリング８１の正逆検知センサ１５を組み込んだ第２環状芯金８４を取り付ける。第２環状芯金８４は、円筒部８４ａを第１環状芯金８３の円筒部８３ａに内嵌し、位置決め部８４ｂを外輪部材２の軸方向端面２ｂならびに円筒部８３ａの先端に当接させる。この状態で、正逆検知センサ１５はパルサリング１６の磁界の変化を検出可能な位置に位置決めされ、かつ、環状板部８４ｄの内面とパルサリング１６との間には隙間Ｓが形成される。環状板部８４ｄの内径側先端には、ＮＢＲなどのゴム製の補助シールリップ８７が加硫接着されており、補助シールリップ８７の先端が環状芯金８６の環状板部８６ｂの外周面に当接することで、環状板部８４ｄとパルサリング１６との間の隙間Ｓが密封される。
【００４４】
なお、第１環状芯金８３の円筒部８３ａを外輪部材２の肩部２ａに圧入した際に、円筒部８３ａの先端と外輪部材２の軸方向端面２ｂが面一となるものに限らず、円筒部８３ａの先端が軸方向端面２ｂより内側に入り込み、位置決め部８４ｂを軸方向端面２ｂに当接させた状態で、正逆検知センサ１５がパルサリング１６の磁界の変化を検出可能な位置に位置決めされるように構成してもよい。
【００４５】
正逆検知センサ１５のハーネス２０は、ナックル９の内周面を通して車体側に導出され、ブラケットにて車体に固定され、電子回路に接続されている。
【００４６】
転がり軸受装置１は、外輪部材２を非回転で固定配置し、内輪部材３を回転させるときに、内輪部材３と一体に回転するパルサリング１６の各磁極が、正逆検知センサ１５の２個の磁気センサに対して順次対向することになる。このとき、正逆検知センサ１５に対してパルサリング１６の対向位置が順次変化するために、パルサリング１６から出る磁束の向きが交互に変わるので、正逆検知センサ１５から交流電圧が出力される。この交流電圧の波形周期は、パルサリング１６の回転位相、回転速度に応じて変化する。この交流電圧を波形処理することにより、内輪部材３の回転位相、回転速度、回転数、回転方向などを求める。
【００４７】
このように構成された転がり軸受装置１によると、正逆検知センサ１５は、外輪側シールリング８１の第２環状芯金８４の円筒部８４ｃの外径側において、樹脂製外装体１７にてモールドされて一体化されており、かつ、パルサリング１６は、内輪側シールリング８２の環状板部８６ｂの軸方向外側面に固定され、当該環状板部８６ｂは外輪側シールリング８１の第２環状芯金８４の環状板部８４ｄにて覆われており、正逆検知センサ１５ならびにパルサリング１６の密封性が向上し、耐ダスト性に優れる。
【００４８】
しかも、環状板部８４ｄの内径側先端に、環状芯金８６の環状板部８６ｂの外周面に当接して、環状板部８４ｄとパルサリング１６との間の隙間Ｓを密封する補助シールリップ８７が設けられており、パルサリング１６の密封性がより一層向上し、鉄粉等が侵入してパルサリング１６の検出精度が低下するのを防止できて耐ダスト性に優れる。
【００４９】
外輪側シールリング８１の第２環状芯金８４の円筒部８４ｃの外径側において、樹脂製外装体１７にてモールドされて一体化されて正逆検知センサ１５が設けられており、かつ、内輪側シールリング８２の環状板部８６ｂの軸方向外側面にパルサリング１６が設けられており、正逆検知センサ１５ならびにパルサリング１６がシール装置８に一体化され、回転検出器のコンパクト化が図れる。
【００５０】
外輪側シールリング８１は、第１環状芯金８３と第２環状芯金８４からなり、車体の揺れによって正逆検知センサ１５のハーネス２０が断線した場合など、正逆検知センサ１５の取替えの必要性が生じた場合、第２環状芯金８４のみを第１環状芯金８３から取り外して容易に交換できる。
【００５１】
外輪側シールリング８１の第２環状芯金８４には、外輪部材２の軸方向端面２ｂに当接する位置決め部８４ｂが形成されており、第２環状芯金８４の円筒部８４ａを第１環状芯金８３の円筒部８３ａに内嵌して位置決め部８４ｂを外輪部材２の軸方向端面２ｂに当接した状態で、正逆検知センサ１５はパルサリング１６の磁界の変化を検出可能な位置に、簡単かつ正確に位置決めされ、組立性に優れる。
【００５２】
ハーネス２０がナックル９を避けて第２環状芯金８４の周方向に延設しており、軸受装置をナックル９に固定する際に、ハーネス２０とナックル９が干渉せず、組立性が向上する。
【００５３】
正逆検知センサ１５にて車軸の回転速度と回転方向の検出が行える。
【００５４】
正逆検知センサ１５からハーネス２０に渡って樹脂製外装体１７にてモールドされており、正逆検知センサ１５と信号線１８，１９の接続部が補強され、断線を防止できる。
【００５５】
第２環状芯金８４を第１環状芯金８３に内嵌した際に、環状板部８４ｄの内面とパルサリング１６との間には隙間Ｓが形成され、パルサリング１６の被検出面が環状板部８４ｄにて損傷するのを防止できる。
【００５６】
本発明の他の実施の形態を図８に基づいて説明する。
【００５７】
図８は本実施形態に係る転がり軸受装置のシール装置部分の拡大断面図である。
【００５８】
本実施形態の転がり軸受装置は、正逆検知センサ１５が、外輪側シールリング８１の第２環状芯金８４の環状板部８４ｄの軸方向外側面側において、樹脂製外装体１７にてモールドされて一体化されていることを特徴とする。
【００５９】
なお、その他の構成は図１ないし図７に示した例と同様であり、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００６０】
すなわち、シール装置８を外輪部材２の肩部２ａと筒状部材３２の肩部３２ａの間に圧入嵌合させた状態で、正逆検知センサ１５の検出部１５ａとパルサリング１６の被検出部１６ａが軸方向で対面し、かつ、正逆検知センサ１５はパルサリング１６の磁界の変化を検出可能な位置に位置決めされる。
【００６１】
このように構成された転がり軸受装置においても、図１ないし図７に示した実施の形態と同様の効果が得られる。
【００６２】
なお、磁気センサは正逆検知センサ１５に限らず、車軸の回転速度のみ検出するものとしてもよい。また、ハーネス２０が正逆検知センサ１５から径方向に延設され、ナックル９に形成した切り欠きに挿通して車体の電子回路に接続してもよい。さらに、本発明の構成を従動輪側に適用してもよい。
【００６３】
【発明の効果】
本発明の転がり軸受装置によると、回転検出器のコンパクト化が図れると共に耐ダスト性に優れるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用の転がり軸受装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】図２のシール装置部分の拡大断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る正逆検知センサの検出信号の位相関係を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る正逆検知センサの説明図である。
【図６】図３のVI矢視図である。
【図７】図３のシール装置部分の拡大斜視図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る転がり軸受装置のシール装置部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 転がり軸受装置
２ 外輪部材
３ 内輪部材
７，８ シール装置
１５ 正逆検知センサ（磁気センサ）
１６ パルサリング（磁性体リング）
１７ 樹脂製外装体
２０ ハーネス
８１ 外輪側シールリング
８２ 内輪側シールリング
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆるパックシールと呼ばれるシール装置に、自動車のＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）等に用いられる回転検出用のセンサやパルサリングを組み込み、当該回転検出器を組み込んだシール装置にて内外輪間の隙間をシールしてなる転がり軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の車軸を車体に対して回転自在に支持する軸受装置において、ＡＢＳ等に用いられる回転検出器を備えたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
軸受装置は、車輪側に固定された回転輪となる外輪と、車体側に固定された固定輪となる内輪との各軌道面間に転動体を介装し、内外輪間の隙間がシール装置にてシールされている。
【０００４】
回転検出器は、回転輪となる外輪に固定したパルサリングの磁界の変化をセンサにて検出し、当該検出信号はハーネスを介して車体の電子回路に送信される構成となっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２１１３１１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、回転検出器のセンサの検出面とパルサリングの被検出面が対面して配置されており、互いの間にエアギャップが必要となり、回転検出器の設置スペースが大きくなり、その結果、軸受装置が大型化するという問題があった。
【０００７】
また、シール装置のシールリップと回転検出器が、軸方向に並んで設けられており、軸受装置が大型化するという問題があった。
【０００８】
このように、軸受装置が大型化し、コンパクト化が望まれていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、軌道面を有する回転輪となる内輪部材と、この内輪部材と同心に配置されかつ前記内輪部材と対応する軌道面を有する固定輪となる外輪部材と、前記内輪部材および前記外輪部材の各軌道面間に介装した転動体と、前記内輪部材および前記外輪部材の間の隙間をシールするシール装置と、前記内輪部材の回転状態を検出する回転検出器とを備えた転がり軸受装置において、前記シール装置は、前記外輪部材に固定した外輪側シールリングと、前記内輪部材に固定した内輪側シールリングとからなり、前記内輪側シールリングは、前記内輪部材の肩部に外嵌した円筒部と、当該円筒部の軸方向外端側を径方向外向きに屈曲してなる環状板部とからなる環状芯金にて構成されており、前記外輪側シールリングは、前記外輪部材の肩部に内嵌され前記内輪側シールリングとの間に密封部を形成するシールリップを有した第１環状芯金と、前記第１環状芯金に内嵌した円筒部と当該円筒部の軸方向外端側を径方向内向きに屈曲し前記内輪側シールリングの環状板部を覆う環状板部とからなる第２環状芯金にて構成されており、前記回転検出器は、前記外輪側シールリングの第２環状芯金の円筒部の外径側（または、環状板部の軸方向外側面側）において樹脂製外装体にてモールドされて一体化された磁気センサと、前記内輪側シールリングの環状板部の軸方向外側面に固定された磁性体リングとからなり、前記磁気センサにて前記磁性体リングを検出して前記内輪部材の回転状態を検出するものである。
【００１０】
前記外輪側シールリングの第２環状芯金の円筒部には、前記外輪部材の軸方向端面に当接する位置決め部が形成される。
【００１１】
前記磁気センサのハーネスは、前記樹脂製外装体から前記外輪側シールリングの第２環状芯金の周方向に延設されている。
【００１２】
回転検出器としては、例えば磁束の変化に応じて出力を変化させるアクティブ型検出器が用いられ、磁性体リングにはパルサリング、磁気センサには周方向に離れて配置した２個の磁気センサにて構成された正逆検知センサが挙げられる。
【００１３】
本発明の転がり軸受装置によると、磁気センサは、外輪側シールリングの第２環状芯金の円筒部の外径側（または、環状板部の軸方向外側面側）において、樹脂製外装体にてモールドされて一体化されており、かつ、磁性体リングは、内輪側シールリングの環状板部の軸方向外側面に固定され、当該環状板部は外輪側シールリングの第２環状芯金の環状板部にて覆われており、磁気センサならびに磁性体リングの密封性が向上し、耐ダスト性に優れる。
【００１４】
外輪側シールリングの第２環状芯金の円筒部の外径側（または、環状板部の軸方向外側面側）において、樹脂製外装体にてモールドされて一体化されて磁気センサが設けられており、かつ、内輪側シールリングの環状板部の軸方向外側面に磁性体リングが設けられており、磁気センサならびに磁性体リングがシール装置に一体化され、回転検出器のコンパクト化が図れる。
【００１５】
外輪側シールリングは、第１環状芯金と第２環状芯金からなり、車体の揺れによって磁気センサのハーネスが断線した場合など、磁気センサの取替えの必要性が生じた場合、第２環状芯金のみを第１環状芯金から取り外して容易に交換できる。
【００１６】
外輪側シールリングの第２環状芯金の円筒部には、外輪部材の軸方向端面に当接する位置決め部が形成されており、第２環状芯金を第１環状芯金に内嵌して位置決め部を外輪部材の軸方向端面に当接した状態で、磁気センサは磁性体リングの磁界の変化を検出可能な位置に、簡単かつ正確に位置決めされる。
【００１７】
磁気センサのハーネスが、樹脂製外装体から外輪側シールリングの第２環状芯金の周方向に延設されており、軸受装置をナックルに固定する際に、ハーネスとナックルが干渉せず、組立性が向上する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１ないし図７に基づいて説明する。
【００１９】
図１は本実施形態に係る車両用の転がり軸受装置の全体構成を示す断面図、図２は図１の要部拡大断面図、図３は図２のシール装置部分の拡大断面図、図４は２個の磁気センサの検出信号の位相関係を示す図、図５は正逆検知センサの説明図、図６は図３のVI矢視図、図７は図３のシール装置部分の拡大斜視図である。
【００２０】
本実施形態の転がり軸受装置１は、自動車の駆動輪側に用いられ、図１において左側が車両アウタ側、右側が車両インナ側となる。
【００２１】
車体側にナックル９を介して非回転に支持される外輪部材２に、それぞれ冠形保持器６に円周方向等配位置に配置された二列の玉（転動体の一例）４，５を介して、内輪部材３が軸心回りに回転自在に支持されている。
【００２２】
外輪部材２の外周面には、径方向外向きに突出して支持フランジ２１が形成され、この支持フランジ２１が取付けボルト１０を介してナックル９に固定されることで、外輪部材２が非回転に支持されている。
【００２３】
内輪部材３は、ハブホイール３１と、このハブホイール３１とは別体でハブホイール３１の胴部の車両インナ側に嵌着される筒状部材３２とから構成されている。ハブホイール３１の胴部の外周面の一部が車両アウタ側列の玉４の内輪軌道面として用いられ、筒状部材３２の外周面が車両インナ側列の玉５の内輪軌道面として用いられ、外輪部材２の内周面に両列の玉４，５のための２つの外輪軌道面が形成されている。
【００２４】
外輪部材２と内輪部材３の間の環状軸受空間１１を、その軸心方向両側で密封して、環状軸受空間１１内の潤滑材が外部に漏れるのを防止するとともに、外部から泥水等が侵入するのを防止するための密封装置７，８が設けられている。
【００２５】
ハブホイール３１の中心穴にスプラインを介して等速ジョイントの椀形外輪部材１２に一体的に形成された軸部１３が圧入され、軸部１３の車両アウタ側端部にナット１４が螺着され、このナット１４をハブホイール３１の凹部３３端面に対して締付けることで、両列の玉４，５に対して必要な予圧が付与されるとともに、椀形外輪部材１２が内輪部材３に回転一体に組込まれた状態となる。
【００２６】
ハブホイール３１の外周面途中に、径方向外向きに突出したハブフランジ３４が一体的に形成されている。ハブフランジ３４に、ブレーキディスクロータならびにタイヤホイールが取付けられ、タイヤホイールに車輪が取付けられる。
【００２７】
車両アウタ側の密封装置７は、外輪部材２に内嵌した環状芯金に、ハブホイール３１に摺接するゴム製リップを接着してなる。
【００２８】
車両インナ側の密封装置８は、外輪側シールリング８１と内輪側シールリング８２とを組み合わせて構成される。
【００２９】
外輪側シールリング８１は、外輪部材２側に取り付けられるもので、第１環状芯金８３と、第２環状芯金８４と、第１環状芯金８３に被着したシールリップ８５とから構成されている。
【００３０】
第１環状芯金８３は、軸方向に沿う円筒部８３ａと、円筒部８３ａの軸方向内端側を径方向内向きに屈曲してなる環状板部８３ｂとを有している。
【００３１】
第２環状芯金８４は、軸方向に沿う円筒部８４ａと、円筒部８４ａの軸方向外端側を径方向外向きに折り返してなる位置決め部８４ｂと、位置決め部８４ｂから軸方向外側に屈曲してなる円筒部８４ｃと、円筒部８４ｃの軸方向外端側を径方向内向きに屈曲してなる環状板部８４ｄとを有している。
【００３２】
シールリップ８５は、ラジアルリップ８５ａ，８５ｂと、アキシャルリップ８５ｃとからなる。
【００３３】
内輪側シールリング８２は、筒状部材３２側に取り付けられるもので、軸方向に沿う円筒部８６ａと、円筒部８６ａの軸方向外端側を径方向外向きに屈曲してなる環状板部８６ｂとからなる環状芯金８６にて構成されている。
【００３４】
なお、シールリップ８５は、ニトリルブタジエンラバー（ＮＢＲ）などのゴムとされ、第１環状芯金８３に対して加硫接着される。また、外輪側シールリング８１の第２環状芯金８４は、例えばステンレス鋼などの非磁性材で形成されている。
【００３５】
シールリップ８５のラジアルリップ８５ａ，８５ｂは、環状芯金８６の円筒部８６ａに摺接して密封部を形成する。シールリップ８５のアキシャルリップ８５ｃは、環状芯金８６の環状板部８６ｂに摺接して密封部を形成する。
【００３６】
そして、外輪側シールリング８１には磁気センサとなる正逆検知センサ１５が、内輪側シールリング８２には磁性体リングとなるパルサリング１６がそれぞれ一体に組み込まれており、これら正逆検知センサ１５とパルサリング１６とで筒状部材３２の回転を検出するようになっている。
【００３７】
正逆検知センサ１５は、例えば、ホール素子や磁気抵抗素子などからなる円周方向に離れて配置した２個の磁気センサにて構成され、回転角度に加え回転方向の検出も行えるセンサである。２個の磁気センサの検出信号の位相関係は、図４に示すように、一方の磁気センサが図４（Ａ）の矩形波信号を出力すると、他方の磁気センサは９０度位相がずれた図４（Ｂ）の矩形波信号を出力するように配置する。両磁気センサの進遅により、右回りか左回りかの回転方向が判断できる。
【００３８】
正逆検知センサ１５には、図５に示すように、２個のホール素子２２を内蔵するホールＩＣを用いてもよい。すなわち、パルサリング１６の着磁ピッチλに対し、２個のホール素子２２を互いの出力位相が９０度となる間隔（λ／４）で配置することにより、回転方向の検出が行えるようにする。
【００３９】
正逆検知センサ１５は、外輪側シールリング８１の第２環状芯金８４における円筒部８４ｃの外周面上に搭載されており、円筒部８４ｃの外径に正逆検知センサ１５を覆う厚みの樹脂製外装体１７を一体成形（インサート成形）することにより設けている。樹脂製外装体１７は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）などのエンジニアプラスチックとされる。
【００４０】
正逆検知センサ１５には、信号線１８，１９が接続されており、信号線１８，１９は束ねられて絶縁パイプからなるハーネス２０にて被覆されている。ハーネス２０は、図６，７に示すように、正逆検知センサ１５から第２環状芯金８４の周方向に延設されており、ハーネス２０の基部は樹脂製外装体１７に一体形成され周方向に延びるガイド用凸部１７ａにて被覆されている。
【００４１】
パルサリング１６は、磁性粉末を含有したゴムを加硫成型して形成されるものであり、例えば周方向交互にＮ極とＳ極を配列する形態で着磁されている。このパルサリング１６は、内輪側シールリング８２の環状芯金８６の環状板部８６ｂの外周面において、正逆検知センサ１５が当該パルサリング１６の磁界の変化を検出可能な位置に固定されている。なお、正逆検知センサ１５の検出面（内径方向）１５ａと、パルサリング１６の被検出面（軸方向）１６ａは、互いに直交している。
【００４２】
次に、車両インナ側のシール装置８の装着について説明する。まず、外輪側シールリング８１の第１環状芯金８３と内輪側シールリング８２の環状芯金８６とを組み合わせた状態で、第１環状芯金８３の円筒部８３ａを外輪部材２の内周面の肩部２ａに圧入嵌合し、また、パルサリング１６を組み込んだ環状芯金８６を筒状部材３２の外周面の肩部３２ａに対して圧入嵌合させる。なお、円筒部８３ａの先端は、外輪部材２の軸方向端面２ｂと面一となる。
【００４３】
さらに、外輪側シールリング８１の正逆検知センサ１５を組み込んだ第２環状芯金８４を取り付ける。第２環状芯金８４は、円筒部８４ａを第１環状芯金８３の円筒部８３ａに内嵌し、位置決め部８４ｂを外輪部材２の軸方向端面２ｂならびに円筒部８３ａの先端に当接させる。この状態で、正逆検知センサ１５はパルサリング１６の磁界の変化を検出可能な位置に位置決めされ、かつ、環状板部８４ｄの内面とパルサリング１６との間には隙間Ｓが形成される。環状板部８４ｄの内径側先端には、ＮＢＲなどのゴム製の補助シールリップ８７が加硫接着されており、補助シールリップ８７の先端が環状芯金８６の環状板部８６ｂの外周面に当接することで、環状板部８４ｄとパルサリング１６との間の隙間Ｓが密封される。
【００４４】
なお、第１環状芯金８３の円筒部８３ａを外輪部材２の肩部２ａに圧入した際に、円筒部８３ａの先端と外輪部材２の軸方向端面２ｂが面一となるものに限らず、円筒部８３ａの先端が軸方向端面２ｂより内側に入り込み、位置決め部８４ｂを軸方向端面２ｂに当接させた状態で、正逆検知センサ１５がパルサリング１６の磁界の変化を検出可能な位置に位置決めされるように構成してもよい。
【００４５】
正逆検知センサ１５のハーネス２０は、ナックル９の内周面を通して車体側に導出され、ブラケットにて車体に固定され、電子回路に接続されている。
【００４６】
転がり軸受装置１は、外輪部材２を非回転で固定配置し、内輪部材３を回転させるときに、内輪部材３と一体に回転するパルサリング１６の各磁極が、正逆検知センサ１５の２個の磁気センサに対して順次対向することになる。このとき、正逆検知センサ１５に対してパルサリング１６の対向位置が順次変化するために、パルサリング１６から出る磁束の向きが交互に変わるので、正逆検知センサ１５から交流電圧が出力される。この交流電圧の波形周期は、パルサリング１６の回転位相、回転速度に応じて変化する。この交流電圧を波形処理することにより、内輪部材３の回転位相、回転速度、回転数、回転方向などを求める。
【００４７】
このように構成された転がり軸受装置１によると、正逆検知センサ１５は、外輪側シールリング８１の第２環状芯金８４の円筒部８４ｃの外径側において、樹脂製外装体１７にてモールドされて一体化されており、かつ、パルサリング１６は、内輪側シールリング８２の環状板部８６ｂの軸方向外側面に固定され、当該環状板部８６ｂは外輪側シールリング８１の第２環状芯金８４の環状板部８４ｄにて覆われており、正逆検知センサ１５ならびにパルサリング１６の密封性が向上し、耐ダスト性に優れる。
【００４８】
しかも、環状板部８４ｄの内径側先端に、環状芯金８６の環状板部８６ｂの外周面に当接して、環状板部８４ｄとパルサリング１６との間の隙間Ｓを密封する補助シールリップ８７が設けられており、パルサリング１６の密封性がより一層向上し、鉄粉等が侵入してパルサリング１６の検出精度が低下するのを防止できて耐ダスト性に優れる。
【００４９】
外輪側シールリング８１の第２環状芯金８４の円筒部８４ｃの外径側において、樹脂製外装体１７にてモールドされて一体化されて正逆検知センサ１５が設けられており、かつ、内輪側シールリング８２の環状板部８６ｂの軸方向外側面にパルサリング１６が設けられており、正逆検知センサ１５ならびにパルサリング１６がシール装置８に一体化され、回転検出器のコンパクト化が図れる。
【００５０】
外輪側シールリング８１は、第１環状芯金８３と第２環状芯金８４からなり、車体の揺れによって正逆検知センサ１５のハーネス２０が断線した場合など、正逆検知センサ１５の取替えの必要性が生じた場合、第２環状芯金８４のみを第１環状芯金８３から取り外して容易に交換できる。
【００５１】
外輪側シールリング８１の第２環状芯金８４には、外輪部材２の軸方向端面２ｂに当接する位置決め部８４ｂが形成されており、第２環状芯金８４の円筒部８４ａを第１環状芯金８３の円筒部８３ａに内嵌して位置決め部８４ｂを外輪部材２の軸方向端面２ｂに当接した状態で、正逆検知センサ１５はパルサリング１６の磁界の変化を検出可能な位置に、簡単かつ正確に位置決めされ、組立性に優れる。
【００５２】
ハーネス２０がナックル９を避けて第２環状芯金８４の周方向に延設しており、軸受装置をナックル９に固定する際に、ハーネス２０とナックル９が干渉せず、組立性が向上する。
【００５３】
正逆検知センサ１５にて車軸の回転速度と回転方向の検出が行える。
【００５４】
正逆検知センサ１５からハーネス２０に渡って樹脂製外装体１７にてモールドされており、正逆検知センサ１５と信号線１８，１９の接続部が補強され、断線を防止できる。
【００５５】
第２環状芯金８４を第１環状芯金８３に内嵌した際に、環状板部８４ｄの内面とパルサリング１６との間には隙間Ｓが形成され、パルサリング１６の被検出面が環状板部８４ｄにて損傷するのを防止できる。
【００５６】
本発明の他の実施の形態を図８に基づいて説明する。
【００５７】
図８は本実施形態に係る転がり軸受装置のシール装置部分の拡大断面図である。
【００５８】
本実施形態の転がり軸受装置は、正逆検知センサ１５が、外輪側シールリング８１の第２環状芯金８４の環状板部８４ｄの軸方向外側面側において、樹脂製外装体１７にてモールドされて一体化されていることを特徴とする。
【００５９】
なお、その他の構成は図１ないし図７に示した例と同様であり、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００６０】
すなわち、シール装置８を外輪部材２の肩部２ａと筒状部材３２の肩部３２ａの間に圧入嵌合させた状態で、正逆検知センサ１５の検出部１５ａとパルサリング１６の被検出部１６ａが軸方向で対面し、かつ、正逆検知センサ１５はパルサリング１６の磁界の変化を検出可能な位置に位置決めされる。
【００６１】
このように構成された転がり軸受装置においても、図１ないし図７に示した実施の形態と同様の効果が得られる。
【００６２】
なお、磁気センサは正逆検知センサ１５に限らず、車軸の回転速度のみ検出するものとしてもよい。また、ハーネス２０が正逆検知センサ１５から径方向に延設され、ナックル９に形成した切り欠きに挿通して車体の電子回路に接続してもよい。さらに、本発明の構成を従動輪側に適用してもよい。
【００６３】
【発明の効果】
本発明の転がり軸受装置によると、回転検出器のコンパクト化が図れると共に耐ダスト性に優れるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用の転がり軸受装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】図２のシール装置部分の拡大断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る正逆検知センサの検出信号の位相関係を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る正逆検知センサの説明図である。
【図６】図３のVI矢視図である。
【図７】図３のシール装置部分の拡大斜視図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る転がり軸受装置のシール装置部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 転がり軸受装置
２ 外輪部材
３ 内輪部材
７，８ シール装置
１５ 正逆検知センサ（磁気センサ）
１６ パルサリング（磁性体リング）
１７ 樹脂製外装体
２０ ハーネス
８１ 外輪側シールリング
８２ 内輪側シールリング
Claims (4)
- 軌道面を有する回転輪となる内輪部材と、この内輪部材と同心に配置されかつ前記内輪部材と対応する軌道面を有する固定輪となる外輪部材と、前記内輪部材および前記外輪部材の各軌道面間に介装した転動体と、前記内輪部材および前記外輪部材の間の隙間をシールするシール装置と、前記内輪部材の回転状態を検出する回転検出器とを備えた転がり軸受装置において、
前記シール装置は、前記外輪部材に固定した外輪側シールリングと、前記内輪部材に固定した内輪側シールリングとからなり、
前記内輪側シールリングは、前記内輪部材の肩部に外嵌した円筒部と、当該円筒部の軸方向外端側を径方向外向きに屈曲してなる環状板部とからなる環状芯金にて構成されており、
前記外輪側シールリングは、前記外輪部材の肩部に内嵌され前記内輪側シールリングとの間に密封部を形成するシールリップを有した第１環状芯金と、前記第１環状芯金に内嵌した円筒部と当該円筒部の軸方向外端側を径方向内向きに屈曲し前記内輪側シールリングの環状板部を覆う環状板部とからなる第２環状芯金にて構成されており、
前記回転検出器は、前記外輪側シールリングの第２環状芯金の円筒部の外径側において樹脂製外装体にてモールドされて一体化された磁気センサと、前記内輪側シールリングの環状板部の軸方向外側面に固定された磁性体リングとからなり、前記磁気センサにて前記磁性体リングを検出して前記内輪部材の回転状態を検出する、ことを特徴とする転がり軸受装置。 - 軌道面を有する回転輪となる内輪部材と、この内輪部材と同心に配置されかつ前記内輪部材と対応する軌道面を有する固定輪となる外輪部材と、前記内輪部材および前記外輪部材の各軌道面間に介装した転動体と、前記内輪部材および前記外輪部材の間の隙間をシールするシール装置と、前記内輪部材の回転状態を検出する回転検出器とを備えた転がり軸受装置において、
前記シール装置は、前記外輪部材に固定した外輪側シールリングと、前記内輪部材に固定した内輪側シールリングとからなり、
前記内輪側シールリングは、前記内輪部材の肩部に外嵌した円筒部と、当該円筒部の軸方向外端側を径方向外向きに屈曲してなる環状板部とからなる環状芯金にて構成されており、
前記外輪側シールリングは、前記外輪部材の肩部に内嵌され前記内輪側シールリングとの間に密封部を形成するシールリップを有した第１環状芯金と、前記第１環状芯金に内嵌した円筒部と当該円筒部の軸方向外端側を径方向内向きに屈曲し前記内輪側シールリングの環状板部を覆う環状板部とからなる第２環状芯金にて構成されており、
前記回転検出器は、前記外輪側シールリングの第２環状芯金の環状板部の軸方向外側面側において樹脂製外装体にてモールドされて一体化された磁気センサと、前記内輪側シールリングの環状板部の軸方向外側面に固定された磁性体リングとからなり、前記磁気センサにて前記磁性体リングを検出して前記内輪部材の回転状態を検出する、ことを特徴とする転がり軸受装置。 - 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、
前記外輪側シールリングの第２環状芯金の円筒部に、前記外輪部材の軸方向端面に当接する位置決め部を形成した、ことを特徴とする転がり軸受装置。 - 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、
前記磁気センサのハーネスが、前記樹脂製外装体から前記外輪側シールリングの第２環状芯金の周方向に延設されている、ことを特徴とする転がり軸受装置。
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