JP2005009527A - 回転速度センサ内蔵軸受装置 - Google Patents

回転速度センサ内蔵軸受装置 Download PDF

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Abstract

【課題】シール性に優れ、かつ回転速度検出精度の安定した回転速度センサ内蔵軸受装置を提供することである。
【解決手段】金属に対する密着性を有する合成樹脂で形成したカバー５の筒部５ａを、外輪１一端部の内周に圧入して、外輪１へのカバー５の装着を行うようにすることにより、外輪１とカバー５との接触部にシール性の不安定なＯリングを組み込む必要をなくして、この部分のシール性を向上させるとともに、カバー５全体を軸方向に精度よく位置決めできるようにして、センサ６の取付位置精度を向上させ、回転速度の検出精度を安定させたものである。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の車輪を回転自在に支持する軸受装置のうち、特に車輪の回転速度を検出するセンサを内蔵した回転速度センサ内蔵軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の自動車には、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）やＴＣＳ（トラクションコントロールシステム）を装備したものが増えてきている。これらの制御システムを備えた自動車では、通常、車輪用の軸受装置として、制御に必要な車輪の回転速度を検出するためのセンサを内蔵したものが使用されている。
【０００３】
この回転速度センサ内蔵型の軸受装置は、一般に、懸架装置に固定される外輪と車輪に接続される軸部材との間に複数の転動体を転動自在に配して、車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するとともに、軸部材の一端部にエンコーダを固定し、外輪の一端の開口を塞ぐカバーにセンサをエンコーダの一部と対向するように取り付けて、このセンサでエンコーダの回転により発生する磁界変動を検出し、これを回転速度に比例する電気信号に変換してＡＢＳやＴＣＳの制御部に出力するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−１３９８２号公報
【０００５】
一方、この種の軸受装置は、自動車の脚まわりに組み込まれるので、泥水等の異物が装置内部へ侵入する可能性がある。装置内部へ異物が侵入すると、転動体と外輪または軸部材との間に異物が巻き込まれて軸受としての寿命が短くなるだけでなく、センサやエンコーダに異物が付着することにより、回転速度の検出精度が低下してＡＢＳやＴＣＳが正常に作動しなくなるおそれもある。
【０００６】
このため、例えば、前記特許文献１に記載された軸受装置では、装置の一端を塞ぐカバーへのセンサの取り付けを、カバーに設けた袋めねじにセンサのボルト締付部に通したボルトをねじ込む方式で行うことにより、カバーにセンサ取付用のボルトを通す貫通孔を設けなくてもよいようにして、装置内部への異物の侵入経路を減らしている。また、カバーの外輪への装着方法が、カバーの周縁部に設けた金属製筒部を外輪一端部の内周に嵌め込むだけなので、カバーの外輪一端面との接触部にＯリングを組み込んで、この部分からの異物の侵入の防止を図っている。
【０００７】
しかしながら、異物侵入経路の密封手段としてＯリングを使用する場合には、Ｏリングの組込時の捩じれや締め代の不足により十分なシール性が得られず、装置内部へ泥水等の異物が侵入してしまうことがある。また、Ｏリングはゴム製であるため、長期間使用しているうちに、劣化（硬化、ひび割れ）によって異物が侵入するようになることもある。
【０００８】
さらに、この軸受装置では、カバーの外輪一端面との接触部に組み込まれたＯリングの圧縮量の大きさによって、カバー全体の軸方向位置が変化し、カバーに取り付けられたセンサとエンコーダとの間の間隔が変化して、センサによる回転速度の検出精度がばらつく問題がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明の課題は、シール性に優れ、かつ回転速度検出精度の安定した回転速度センサ内蔵軸受装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明は、固定部材に固定される金属製外輪と、外輪の内周側に挿入された状態で回転する軸部材と、前記外輪と軸部材との間に転動自在に配された複数の転動体と、前記軸部材の一端部に固定されたエンコーダと、前記外輪の一端部に装着されて外輪の一端の開口を塞ぐカバーと、このカバーに前記エンコーダの一部と対向するように取り付けられ、エンコーダの回転による磁界変動を検出して回転速度に比例する信号を出力するセンサとを備えた回転速度センサ内蔵軸受装置において、前記外輪に前記カバーを装着する手段が、前記カバーに外輪一端部の内周または外周に圧入される筒部を設けたものであり、この筒部の外輪への圧入面を金属に対する密着性を有する合成樹脂で形成した構成を採用したものである。
【００１１】
すなわち、外輪にカバーを装着する手段として、カバーに外輪一端部の内周または外周に圧入される筒部を設け、この筒部の外輪への圧入面を金属に対する密着性を有する合成樹脂で形成することにより、外輪とカバーとの接触部のシール性を確保し、この部分にシール性の不安定なＯリングを組み込む必要をなくしたのである。また、これにより、カバー全体を軸方向に精度よく位置決めして、カバーに取り付けたセンサとエンコーダとの間の間隔のばらつきを抑え、センサによる回転速度の検出精度を安定させることができる。
【００１２】
上記の構成において、前記センサをカバーに取り付ける手段が、前記カバーに一端が閉じられたねじ穴を有する袋めねじを設け、この袋めねじに前記センサのボルト締付部に通したボルトをねじ込むものである場合は、前記カバーの袋めねじと前記センサのボルト締付部を、概ね同じ硬さの材料で形成することにより、カバーとセンサとをボルトで強固に締め付けて、センサの取付位置の精度をより向上させ、回転速度の検出精度をさらに安定させられる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図３に基づき、この発明の実施形態を説明する。この回転速度センサ内蔵軸受装置は、自動車の車輪用で、図１に示すように、外輪１と、外輪１の内周側に挿入された状態で回転する軸部材２と、外輪１と軸部材２との間に転動自在に配された複数の転動体としての玉３と、軸部材２の一端部に固定されたエンコーダ４と、外輪１の一端部に装着されて外輪１の一端の開口を塞ぐカバー５と、このカバー５にエンコーダ４の一部と対向するようにボルト止めされたセンサ６とで基本的に構成され、センサ６でエンコーダ４の回転により発生する磁界変動を検出し、これを回転速度に比例する電気信号に変換して図示省略したＡＢＳやＴＣＳの制御部に出力するものである。
【００１４】
前記外輪１は、一端側の外周面に設けた取付部１ａを懸架装置（図示省略）にボルト止めされて固定されるようになっている。一方、前記軸部材２は、他端側の外周面にフランジ７ａを有するハブ７と、ハブ７の一端側の外周に取り付けられた内輪８とからなり、ハブ７のフランジ７ａに設けたハブボルト９により、図示省略した車輪に固定される。これらの外輪１および軸部材２は、金属製で、外輪１とハブ７との間および外輪１と内輪８との間に、保持器１０に保持された複数の玉３が１列ずつ配されている。また、外輪１の他端側内周面とハブ７の外周面との間の隙間は、シール装置１１により塞がれている。
【００１５】
前記エンコーダ４は、内輪８の一端部外周に嵌め込まれる断面Ｌ字型の円筒状取付部４ａと、取付部４ａの一端の開口縁部に取り付けられたエンコーダ本体４ｂとからなる。エンコーダ本体４ｂは、ゴム磁石、焼結磁石、樹脂製磁石等の永久磁石を環状に形成して、円周方向に交互にＳ極とＮ極とが現れるように着磁したもので、円周方向の回転によって磁界変動を生じるようになっている。なお、エンコーダ本体としては、ギア型のパルサリング等を使用することもできる。
【００１６】
前記カバー５は、合成樹脂で有蓋円筒状に形成されており、その筒部５ａが外輪１の一端部の内周に圧入されて外輪１に装着され、蓋部５ｂで外輪１の一端の開口を塞いでいる。カバー５を形成する合成樹脂としては、金属に対する密着性を有するものが使用されている。このような性質の合成樹脂としては、ナイロン６６やＰＰＡ（ポリフタルミド）等のポリアミド系樹脂や、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）等の特殊エーテル系樹脂があげられる。また、これらの合成樹脂にガラスファイバーを添加したものを使用することもできる。
【００１７】
図２にも示すように、カバー５の筒部５ａは、その内周側から蓋部５ｂにかけて埋め込まれた断面Ｌ字型の鋼板製芯金１２により補強されている。これにより、外輪１への圧入によっても大きく変形することなく、先端のテーパ部を除く外周面全体で外輪１内周面に密着している。
【００１８】
一方、カバー５の蓋部５ｂは、外径が外輪１内径より若干大きく形成されており、外周縁部が外輪１の一端面と当接している。これにより、カバー５全体が外輪１に対して軸方向に精度よく位置決めされる。
【００１９】
また、蓋部５ｂには、一部の厚肉に形成された部分に、センサ６の挿入部６ａを挿入するための貫通孔１３が形成されるとともに、センサ６の取付部６ｂをボルト止めするための袋めねじ１４が埋め込まれている。この袋めねじ１４は、ステンレス鋼製で、円柱状に形成され、中心部に一端が閉じられたねじ穴１４ａを有している。また、袋めねじ１４の外周面には環状溝１４ｂが形成され、この溝１４ｂにカバー５の素材の合成樹脂が入り込んで抜け止めとなっている。
【００２０】
前記センサ６は、カバー５の蓋部５ｂの貫通孔１３から装置内部へ挿入される挿入部６ａと、カバー５の蓋部５ｂにボルト１５で固定される取付部６ｂとからなり、それぞれの外装部分は合成樹脂で形成されている。センサ６の挿入部６ａは、先端側がエンコーダ本体４ｂの一部と所定の間隔をおいて対向しており、エンコーダ本体４ｂとの対向面の近傍に、エンコーダ４の回転によって発生する磁界変動を検出する検出部（図示省略）が内蔵されている。この検出部は、センサ６内で出力ケーブル１６の一端部に接続されており、検出した磁界変動を回転速度に比例する電気信号に変換した後、この電気信号をケーブル１６を介して出力するようになっている。
【００２１】
また、挿入部６ａの基端側は若干大径に形成され、この大径部の外周面に設けられた環状溝１７に、挿入部６ａとカバ−５の貫通孔１３との間からの異物侵入を防止するためのＯリング１８が組み込まれている。
【００２２】
一方、センサ６の取付部６ｂは、カバー５の蓋部５ｂの厚肉部端面に当接する張出部１９を有しており、この張出部１９に、カバー５の袋めねじ１４と同じステンレス鋼で形成され、袋めねじ１４と当接する円筒状のボルト締付部２０が設けられている。なお、ボルト締付部２０および袋めねじ１４の材質は、それぞれが概ね同じ硬さの材料であればよく、ステンレス鋼以外にも、銅等を用いることができる。
【００２３】
この軸受装置は、上記の構成であり、金属製の外輪１の内周に圧入するカバー５の筒部５ａを、金属に対する密着性を有する合成樹脂で形成することにより、外輪１とカバー５との接触部のシール性を確保しているので、この部分にシール性の不安定なＯリングを組み込む必要がない。従って、Ｏリングを組み込む場合よりも、この部分のシール性が優れているし、カバー５全体が軸方向に精度よく位置決めされるので、カバー５に取り付けたセンサ６とエンコーダ４との間の間隔のばらつきが少なく、センサ６による回転速度の検出精度が安定している。
【００２４】
また、カバー５へのセンサ６の取り付けを、カバー５に設けた袋めねじ１４にボルト１５をねじ込む方式で行っており、カバー５の袋めねじ１４とセンサ６のボルト締付部２０とを同じステンレス鋼で形成しているので、カバー５とセンサ６とを、それぞれの合成樹脂で形成された部分の割れ等を心配することなく、ボルト１５で強固に締め付けることができる。これにより、センサ６をカバー５により精度よく取り付けることができ、回転速度の検出精度をさらに安定させられる。また、カバー５のセンサ挿入用貫通孔１３とセンサ６との隙間への異物の侵入が少なく、この部分のシール性も従来より高くなっている。
【００２５】
図３は、外輪へのカバーの装着方法の変形例を示す。この変形例では、カバー５の筒部５ａを補強する芯金２１が装置の他端側へ向けて延長され、この延長部２１ａが筒部５ａとともに外輪１内周に圧入されるようになっており、カバー５の抜け耐力の向上が図られている。
【００２６】
上述した実施形態では、カバー全体を金属に対する密着性を有する合成樹脂で形成したが、少なくともカバーの筒部の外輪への圧入面がこのような性質を有する合成樹脂で形成されていればよい。
【００２７】
また、外輪へのカバーの装着は、カバーの筒部を外輪一端部の外周に圧入するようにしてもよい。
【００２８】
なお、この発明は、実施形態で説明した自動車の車輪用に限らず、異物の侵入の可能性が高い場所で使用される回転速度センサ内蔵軸受装置に有効に適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、この発明は、外輪へのカバーの装着を、カバーに設けた筒部を外輪一端部の内周または外周に圧入する方式で行うようにし、この筒部の外輪への圧入面を金属に対する密着性を有する合成樹脂で形成して、外輪とカバーとの接触部のシール性を確保し、この部分にシール性の不安定なＯリングを組み込む必要をなくしたので、この部分のシール性を従来よりも向上させることができ、また、カバー全体を軸方向に精度よく位置決めして、センサの取付位置精度を向上させ、センサによる回転速度の検出精度を安定させることができる。
【００３０】
従って、軸受装置の寿命を延長することができるとともに、長期間にわたって回転速度の検出精度の低下を防止でき、検出した回転速度を用いて制御を行うシステムの安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の回転速度センサ内蔵軸受装置の正面断面図
【図２】図１の軸受装置の要部拡大断面図
【図３】図１の軸受装置のカバー装着方法の変形例を示す要部拡大断面図
【符号の説明】
１ 外輪
１ａ 取付部
２ 軸部材
３ 玉
４ エンコーダ
４ａ 取付部
４ｂ 本体
５ カバー
５ａ 筒部
５ｂ 蓋部
６ センサ
６ａ 挿入部
６ｂ 取付部
７ ハブ
７ａ フランジ
８ 内輪
９ ハブボルト
１０ 保持器
１１ シール装置
１２ 芯金
１３ 貫通孔
１４ 袋めねじ
１４ａ ねじ穴
１４ｂ 環状溝
１５ ボルト
１６ ケーブル
１７ 環状溝
１８ Ｏリング
１９ 張出部
２０ ボルト締付部
２１ 芯金
２１ａ 延長部

Claims (2)

  1. 固定部材に固定される金属製外輪と、外輪の内周側に挿入された状態で回転する軸部材と、前記外輪と軸部材との間に転動自在に配された複数の転動体と、前記軸部材の一端部に固定されたエンコーダと、前記外輪の一端部に装着されて外輪の一端の開口を塞ぐカバーと、このカバーに前記エンコーダの一部と対向するように取り付けられ、エンコーダの回転による磁界変動を検出して回転速度に比例する信号を出力するセンサとを備えた回転速度センサ内蔵軸受装置において、前記外輪に前記カバーを装着する手段が、前記カバーに外輪一端部の内周または外周に圧入される筒部を設けたものであり、この筒部の外輪への圧入面を金属に対する密着性を有する合成樹脂で形成したことを特徴とする回転速度センサ内蔵軸受装置。
  2. 前記センサをカバーに取り付ける手段が、前記カバーに一端が閉じられたねじ穴を有する袋めねじを設け、この袋めねじに前記センサのボルト締付部に通したボルトをねじ込むものであり、前記カバーの袋めねじと前記センサのボルト締付部を、概ね同じ硬さの材料で形成したことを特徴とする請求項１に記載の回転速度センサ内蔵軸受装置。
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