JP2005121669A - トーンホイール付転がり軸受ユニット - Google Patents

Abstract

【目的】 トーンホイール１４を支持したシールリング１２ａをハブ７に内嵌固定する際に、トーンホイール１４を傷めない様にする。
【構成】 トーンホイール１４を構成する永久磁石として、ゴム、エラストマー等の弾性材中に強磁性材の粉末を分散させた複合材を使用する。シールリング１２ａをハブ７に内嵌固定する際には、このトーンホイール１４に治具を押し付けて、芯金１３ａの円筒部１８をハブ７に押し込む。弾性材製のトーンホイール１４には、亀裂や塑性変形は生じない。
【選択図】 図１

Description

この発明に係るトーンホイール付転がり軸受ユニットは、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度を検出する為の回転速度検出装置を構成する為に利用する。

アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）或はトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）を制御する為には、車輪の回転速度を検出する必要がある。従って、車輪を懸架装置に対して回転自在に支持すると共にこの車輪の回転速度を検出する為に、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットが必要になる。この様な回転速度検出装置付転がり軸受ユニットとして従来から、例えば特許文献１に記載されている様な構造のものが知られている。

図４〜５は、この特許文献１に記載された回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを示している。結合リング１により結合された、それぞれが固定輪である１対の内輪２、２が、回転しない車軸３に外嵌されている。そしてホルダ４とナット５との間で、両内輪２、２を挟持固定している。それぞれが固定輪である各内輪２、２の外周面（第一の周面）には、それぞれが第一の軌道面である内輪軌道６、６を、それぞれ形成している。

又、使用時に回転する回転輪であるハブ７の内周面（第二の周面）には、それぞれが第二の軌道面である複列の外輪軌道８、８を形成している。そして、各外輪軌道８、８と上記各内輪軌道６、６との間に、それぞれ転動体である複数個の玉９、９を設け、上記車軸３の周囲にハブ７を、回転自在に支持している。車輪のホイール１０は、このハブ７の外周面に設けられたフランジ１１に固定される。

更に、上記ハブ７の内端（内とは自動車への組み付け状態で幅方向中央寄りとなる側を言い、図１〜５で右。反対に車両の幅方向外寄りとなる側を外と言う。）開口部には、シールリング１２を構成する芯金１３を内嵌固定している。即ち、この芯金１３の外周縁部に形成した円筒部１８を上記ハブ７の開口部に、締まりばめを持って内嵌している。そして、この芯金１３にトーンホイール１４を支持固定している。このトーンホイール１４は永久磁石により構成され、円周方向に亙ってＳ極とＮ極とを交互に配置した円環状に造られている。

一方、上記１対の内輪２、２のうち、内側の内輪２の内端部には、金属板を絞り成形して成る保持環１５を外嵌固定している。上記シールリング１２を構成するシール材１６の先端縁は、この保持環１５の内周面及び外側面に摺接させて、上記玉９、９設置部分に塵芥や雨水が進入するのを防止している。又、上記保持環１５の一部にはセンサ１７を支持固定し、このセンサ１７の検出部を、上記トーンホイール１４の内側面に対向させている。

上述した様な回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合、ハブ７に固定された車輪を、内輪２、２を外嵌支持した車軸３に対し、回転自在に支持できる。又、車輪と共にハブ７が回転すると、このハブ７に固定したトーンホイール１４の側面と対向したセンサ１７の出力が変化する。このセンサ１７の出力が変化する周波数は、車輪の回転速度に比例する。従って、センサ１７の出力信号を図示しない制御器に入力すれば、上記車輪の回転速度を求め、ＡＢＳやＴＣＳを適切に制御できる。尚、ほぼ同様の構成を有する回転速度検出装置付転がり軸受ユニットが、前記特許文献１の他、特許文献２にも記載されている。

ところが、上述の様な従来構造の場合、センサと共に回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを構成するトーンホイール付転がり軸受ユニットの組立作業時にトーンホイール１４を傷め易く、歩留を悪化させて、トーンホイール付転がり軸受ユニットのコストを高くする原因となる。この理由は次の通りである。上記トーンホイール１４を支持固定した芯金１３は、長期間に亙る使用によりずれ動く事がない様に、ハブ７に対して十分な嵌合強度で内嵌固定しなければならない。従って、上記芯金１３の外周縁に形成した円筒部１８の外周面とハブ７の内周面との嵌合強度を十分に大きくする必要がある。この為、上記円筒部１８をハブ７に内嵌する際には、シールリング１２を軸方向（図４〜５の左右方向）に強く押圧しなければならない。

一方、上記シールリング１２を構成するシール材１６は、ゴム、エラストマー等の弾性材により薄肉に造られているので、このシール材１６により覆われた部分を強く押圧する事はできない。このシール材１６を強く押圧した場合には、亀裂等の発生により、シール性が不良になる可能性がある。この為、図４〜５に示した従来構造の場合、上記内嵌固定作業を行なう際には、トーンホイール１４の側面を押圧する必要がある。この様にして内嵌固定作業を行なう場合に、トーンホイール１４の強度が十分にあれば、特に問題を生じないが、このトーンホイール１４が十分な強度を有するとは言いがたい。

即ち、上記トーンホイール１４は、一般的にフェライト等の燒結材製の永久磁石を使用するが、燒結材製の永久磁石は靱性が乏しく、強い力を加えた場合には割れ易い。又、上記トーンホイール１４を、合成樹脂中にフェライト等の強磁性材製粉末を混入した、所謂プラスチック磁石とした場合も、内嵌固定作業時に破壊されない程度に十分な強度を確保する事は難しい。具体的には、押圧力に基づいて合成樹脂に亀裂或は塑性変形が発生し、当該トーンホイール１４を組み込んだ回転速度検出装置の精度が不良になる可能性がある。

米国特許第４９６８１５６号明細書 米国特許第４９４８２７７号明細書

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、組立作業時にトーンホイールを傷める事がなくなり、歩留を向上させて製品コストの低廉化を図れるトーンホイール付転がり軸受ユニットを実現すべく発明したものである。

本発明のトーンホイール付転がり軸受ユニットは、前述した従来のトーンホイール付転がり軸受ユニットと同様に、第一の周面に第一の軌道面を有し使用時に回転しない固定輪と、第二の周面に第二の軌道面を有し使用時に回転する回転輪と、上記第一の軌道面と第二の軌道面との間に設けられた複数の転動体と、円筒部及びこの円筒部の軸方向端部から径方向に折れ曲がった円輪部を有する、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成された芯金と、この芯金の円輪部の側面に支持された、円周方向に亙ってＳ極とＮ極とを交互に配置した円環状の多極磁石であるトーンホイールとを備える。
特に、本発明のトーンホイール付転がり軸受ユニットに於いては、上記トーンホイールは、ゴム、エラストマー等の弾性材中に強磁性材の粉末を分散させた複合材により構成されており、このトーンホイールと上記円輪部との間に、このトーンホイールを構成する上記弾性材とは別の弾性材を介在させている。

上述の様に構成される本発明のトーンホイール付転がり軸受ユニットにより、車輪を回転自在に支持すると共に、センサとの組み合わせにより回転輪に固定された車輪の回転速度を検出する際の作用自体は、前述した従来のトーンホイール付転がり軸受ユニットと同様である。
特に、本発明のトーンホイール付転がり軸受ユニットの場合、回転輪にトーンホイールを支持した芯金を嵌合固定する際に、このトーンホイールを傷める事がない。即ち、芯金を回転輪に嵌合する際には、この芯金を構成する円輪部の側面に支持されたトーンホイールを押圧する事で、上記円筒部を第二の周面に嵌合固定できる。この際、ゴム、エラストマー等の弾性材により造られたトーンホイールは嵌合時に加えられる押圧力により弾性変形する事はあっても割れたり塑性変形したりする事はない。この為、このトーンホイールが傷む事はない。
この様に、組立作業時にトーンホイールを傷める事がなくなる為、歩留を向上させて製品コストの低廉化に寄与できる。

図１は、本発明に関する参考例の第１例を示している。前述した従来構造の場合と同様、第一の周面である外周面に第一の軌道面である内輪軌道６を形成した、固定輪である内輪２は、使用時に回転しない車軸３（図４参照。図１には省略。）に外嵌自在としている。この内輪２の周囲には、使用時に回転する回転輪であるハブ７（若しくは外輪。以下同じ。）を、上記内輪２と同心に配置している。そして、第二の周面であるこのハブ７の内周面に形成した、第二の軌道面である外輪軌道８と、上記内輪軌道６との間に、転動体である複数個の玉９を設けて、上記内輪２の周囲にハブ７を、回転自在に支持している。

上記ハブ７の内端部には、シールリング１２ａを構成する芯金１３ａを内嵌固定している。この芯金１３ａは、断面Ｌ字形で全体を円環状に造られており、円輪状の主部１９の外周縁を内方（図１の右方）に向け直角に折り曲げる事で、上記ハブ７の内端部に内嵌固定する為の円筒部１８を形成している。

又、上記主部１９の内周縁には、弾性材製のシール材１６を、焼き付け等により固定している。このシール材１６の内周縁部は二又に形成して、１対のシールリップ２０、２０としている。そして、これら各シールリップ２０、２０の内周縁を、上記内輪２の内端部外周面に摺接させる事により、転がり軸受ユニットの内端側開口部分を密閉している。更に、上記主部１９の内側面には円輪状のトーンホイール１４を、接着、焼き付け等により支持固定している。このトーンホイール１４は、ゴム、エラストマー等の弾性材中に強磁性材の粉末を分散させた複合材により造られた永久磁石（多極磁石）により円環状に構成され、円周方向に亙ってＳ極とＮ極とを交互に且つ等間隔で配置している。

上述の様に構成される本例のトーンホイール付転がり軸受ユニットにより、車輪を回転しない車軸３の周囲に回転自在に支持すると共に、センサ１７（図４〜５参照。図１には省略）との組み合わせにより回転輪であるハブ７或は外輪に固定された車輪の回転速度を検出する際の作用自体は、前述の図４〜５に示した従来のトーンホイール付転がり軸受ユニットと同様である。

特に、本例のトーンホイール付転がり軸受ユニットの場合、回転輪であるハブ７にシールリング１２ａを構成する上記芯金１３ａを嵌合固定する際に、このシールリング１２ａの構成部品を傷める事がない。即ち、このシールリング１２ａを上記ハブ７に嵌合する際には、このシールリング１２ａの側面に支持されたトーンホイール１４を押圧する事で、上記円筒部１８をハブ７の内周面に内嵌固定できる。この際、ゴム、エラストマー等の弾性材により造られた永久磁石である上記トーンホイール１４は、嵌合時に加えられる押圧力により弾性変形する事はあっても割れたり塑性変形したりする事はない。又、やはり弾性材により造られている薄肉のシール材１６にも強い力が加わらない。この為、これらシール材１６及びトーンホイール１４が傷む事はない。

尚、図示の例では、上記トーンホイール１４と共に回転速度検出装置を構成するセンサ１７（図４〜５）を、懸架装置等、転がり軸受ユニット外に設置する様にしている。但し、前述の図４〜５に示した従来構造と同様に、このセンサ１７を固定輪である内輪２に支持する事もできる。この場合に、前記シールリップ２０、２０を、センサ１７を支持する為の保持環１５（図４〜５）の一部に摺接させる事もできる。

次に、図２は、本発明に関する参考例の第２例を示している。本例の場合には、シールリング１２ｂを構成するシール材１６が、芯金１３ａの内周縁部だけでなく、トーンホイール１４の内周面及び外周面に対しても、一体的に結合されている。その他の構成及び作用は、上述した第１例と同様である。

次に、図３は、本発明の実施例を示している。本実施例の場合は、シールリング１２ｃを構成する芯金１３ａの内周縁部だけでなく主部１９の内側面部分も、シール材１６により覆っている。そして、トーンホイール１４は、このシール材１６を介して、上記主部１９の内側面に支持している。トーンホイール１４とシール材１６とは、同種若しくは類似した種類の弾性材により造られているので、これら両部材１４、１６同士の接着固定は確実に行なわれる。従って、長期間に亙る使用によっても、これら両部材１４、１６同士の接合面が剥離する事はない。又、温度変化に基づく熱膨張量も同じである為、温度変化の繰り返しによっても、上記接合面が剥離する事はない。

図示の実施例は、内輪２が固定でハブ７が回転する構造に、本発明を適用した場合に就いて示したが、本発明は図示の実施例とは逆に、ハブを固定輪とし、第一の周面であるハブの内周面に設けられた外輪軌道を第一の軌道面として実施する事もできる。この場合には、内輪が回転輪であり、第二の周面である内輪の外周面に設けられた内輪軌道が第二の軌道面である。更に、これに合わせて、上記内輪の内端部にシールリングを構成する芯金を外嵌固定する等、直径方向に亙る内外方向を逆にする。又、図示の実施例では、芯金１３ａを構成する円筒部１８の先端縁をトーンホイール１４の内側面よりも内側に突出させているが、これとは逆に、円筒部１８の先端縁よりもトーンホイール１４の内側面を内側に突出させる事も可能である。

本発明に関する参考例の第１例を示す要部断面図。 同第２例を示す要部断面図。 本発明の実施例を示す要部断面図。 従来構造の１例を示す断面図。 図４のＡ部拡大図。

符号の説明

１ 結合リング
２ 内輪
３ 車軸
４ ホルダ
５ ナット
６ 内輪軌道
７ ハブ
８ 外輪軌道
９ 玉
１０ ホイール
１１ フランジ
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ シールリング
１３、１３ａ 芯金
１４ トーンホイール
１５ 保持環
１６ シール材
１７ センサ
１８ 円筒部
１９ 主部
２０ シールリップ

Claims (1)

1. 第一の周面に第一の軌道面を有し使用時に回転しない固定輪と、第二の周面に第二の軌道面を有し使用時に回転する回転輪と、上記第一の軌道面と第二の軌道面との間に設けられた複数の転動体と、弾性材製のシール材とこのシール材を補強する芯金とにより全体を円環状に形成され、芯金の周縁部に形成された円筒部を上記第二の周面に嵌合する事により上記回転輪に支持されたシールリングと、上記シールリングの側面に支持された、円周方向に亙ってＳ極とＮ極とを交互に配置した円環状の多極磁石であるトーンホイールとを備えたトーンホイール付転がり軸受ユニットに於いて、上記トーンホイールは弾性材中に強磁性材の粉末を分散させた複合材により構成されている事を特徴とするトーンホイール付転がり軸受ユニット。

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