JP2005180688A

JP2005180688A - 車輪用軸受装置

Info

Publication number: JP2005180688A
Application number: JP2004337793A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Otsuki; 寿志大槻; Satoshi Goto; 聡後藤
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2004-11-22
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】内方部材の軌道面間にリング状被検出部材を嵌合させながら、組立工数が少なくコスト低減が可能で、被検出部材の嵌合時の異常検出や嵌合に伴い発生するごみの除去が容易な車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】内周に複列の軌道面４を有する外方部材１と、これら軌道面４に対向する軌道面５を有する内方部材２と、対向する軌道面４，５間に介在した複列の転動体３とを設ける。内方部材２を構成するハブ輪２Ａおよび軌道面形成部材２Ｂに各列の軌道面５を形成する。内方部材２の両列の軌道面５間の外周にリング状被検出部材９を嵌合させる。このリング状被検出部材９を検出するセンサ１０を、上記外方部材１における両列の軌道面４間に設ける。上記リング状被検出部材９の外径は、上記外方部材１の軌道面４に組み付けた転動体３の列の内接円径よりも小さくする。リング状被検出部材９とセンサ１０とは回転検出器１１を構成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、回転検出器等の各種センサを設けた車輪用軸受装置に関する。

この種の車輪用軸受装置の従来例として、図１４（Ａ）に示すように、外方部材３１および内方部材３２の複列の軌道面３４，３５間に転動体３３が介在し、回転側部材である内方部材３２の両列の軌道面３５間の外周にリング状のパルサリング３９を嵌合させ、このパルサリング３９を検出する磁気センサ４０を固定側部材である外方部材３１における両列の軌道面３４間に設けたものが知られている（例えば特許文献１，２）。この車輪用軸受装置は、内方部材３２が、片列の軌道面３５を外周に有するハブ輪３２Ａと、外周にもう片列の軌道面３５を有し上記ハブ輪３２Ａのインボード側端の外周に嵌合する内輪３２Ｂとでなる第３世代に分類されるものである。パルサリング３９および磁気センサ４０は、車速を検知してブレーキの制動を制御するアンチロックブレーキシステム等における回転検出器を構成するものであり、パルサリング３９はその外周に歯を形成しているものが多く、それだけ厚みが大きくなる。そのため、図１４（Ｂ）に拡大して示すように、パルサリング３９の外径Ｂ１は、外方部材３１の軌道面３４に組み付けた転動体３３の列の内接円径Ａ１よりも大きくなる。

このことから、この車輪用軸受装置の組立は、図１５〜図１７に示す以下の手順で行われる。
（１）先ず、外方部材３１のアウトボード側の軌道面３４に保持器３６で保持された転動体３３を挿入する（図１５（Ａ））。
（２）外方部材３１内周のアウトボード側にグリースを封入する（図１５（Ｂ））。（３）外方部材３１内周のアウトボード側端にシール３７を圧入する（図１５(C))。（４）ハブ輪３２Ａを外方部材３１の内周側に挿入する（図１６（Ａ））。
（５）ハブ輪３２Ａの外周にパルスリング３９を圧入する（図１６（Ｂ））。
（６）外方部材３１のインボード側の軌道面３４に保持器３６で保持された転動体３３を挿入する（図１６（Ｃ））。
（７）外方部材３１の内周のインボード側にグリースを封入する（図１７（Ａ））。（８）内輪３２Ｂをハブ輪３２Ａ外周のインボード側端に圧入する（図１７(B) ）。（９）外方部材３１内周のインボード側端にシール３８を圧入する（図１７(C））。
特開昭６２−２４９０６９号公報実用新案登録２５６７４９８号公報

このように、上記構成の車輪用軸受装置では、組立に多くの工程が必要でコスト増となる。また、ハブ輪３２Ａにパルサリング３９を圧入するときに（図１６（Ｂ））、その圧入部に隣接するアウトボード側にグリースの封入された転動体３３があるため、圧入時のごみが軌道面３４，３５に付着する。さらに、外方部材３１で囲まれた部分に被検出部材であるパルサリング３９を圧入するので、圧入によるパルスリング３９の割れ・変形などの検出が困難である。

この発明の目的は、内方部材の軌道面間にリング状被検出部材を嵌合させながら、組立工数が少なくコスト低減が可能で、被検出部材の嵌合時の異常検出や嵌合に伴い発生するごみの除去が容易な車輪用軸受装置を提供することである。

この発明の車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、これら軌道面に対向する軌道面を有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、上記内方部材が、車輪取付用のハブフランジを外周に有するハブ輪と、このハブ輪のインボード側端の外周に嵌合した軌道面形成部材とでなり、これらハブ輪および軌道面形成部材に各列の軌道面を形成した車輪用軸受装置において、上記内方部材の両列の軌道面間の外周にリング状被検出部材を嵌合させ、このリング状被検出部材を検出するセンサを上記外方部材における両列の軌道面間に設け、上記リング状被検出部材の外径を、上記外方部材の軌道面に組み付けた転動体の列の内接円径よりも小さくしたことを特徴とする。この構成によると、内方部材の両列の軌道面間の外周に嵌合させるリング状被検出部材の外径を、外方部材の軌道面に組み付けた転動体の列の内接円径よりも小さくしているので、転動体を組み付け済みの外方部材の内周に、リング状被検出部材の嵌合済のハブ輪を挿入することができる。そのため、従来例に比べて組立工程を少なくすることができて、設備費・工数を削減でき、コストを低減できる。また、外方部材への組立前のハブ輪にリング状被検出部材を嵌合させるので、嵌合時にリング状被検出部材に割れ・変形等の異常が生じた場合でも、これを容易に検出することができる。さらに、嵌合で発生するごみも容易に除去できる。

この発明において、上記リング状被検出部材は、円周方向に磁気特性を異ならせたパルサリングであり、上記センサが磁気センサであり、これらパルサリングと磁気センサとで回転検出器を構成するものであっても良い。
この構成の場合、内方部材と一体に回転するパルサリングの磁気特性の変化を磁気センサで検出することにより、車輪の回転を検出することができる。

また、この発明において、上記リング状被検出部材が磁歪材で形成されたものであり、上記センサが、上記リング状被検出部材の磁気的特性の変化を検出することで作用トルクを検出するトルク検出部であっても良い。
この構成の場合、車輪を支持する内方部材への作用トルクを検出することができる。

この発明において、上記軌道面形成部材は、例えば軌道面を形成するための専用部材となる内輪であっても良い。
また、この発明において、上記軌道面形成部材は等速ジョイントの外輪であって良い。その場合、上記内方部材はハブ輪の内周に等速ジョイント外輪の軸部を嵌合させ、この等速ジョイント外輪の上記軸部の基端の外周面および上記ハブ輪の外周面に、上記複列の軌道面における各列の軌道面を設けても良い。
上記軌道面形成部材が、上記内輪および上記等速ジョイント外輪のいずれの場合も、リング状被検出部材の外径を、外方部材に組み付けた転動体列の内接円径よりも小さくすることで、上記の組立性向上等の効果が得られる。

この発明の車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、これら軌道面に対向する軌道面を有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、上記内方部材が、車輪取付用のハブフランジを外周に有するハブ輪と、このハブ輪のインボード側端の外周に嵌合した軌道面形成部材とでなり、これらハブ輪および軌道面形成部材に各列の軌道面を形成した車輪用軸受装置において、上記内方部材の両列の軌道面間の外周にリング状被検出部材を嵌合させ、このリング状被検出部材を検出するセンサを上記外方部材における両列の軌道面間に設け、上記リング状被検出部材の外径を、上記外方部材の軌道面に組み付けた転動体の列の内接円径よりも小さくしたため、リング状被検出部材をハブ輪の外周に設けながら、組立工数が少なくコスト低減が可能で、被検出部材の嵌合時の異常検出や嵌合に伴い発生するごみの除去が容易となる。

この発明の第１の実施形態を図１〜図５と共に説明する。この実施形態は、内輪回転タイプの第３世代型で、かつ駆動輪支持用の車輪用軸受装置に適用した例である。図１に示すように、この車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面４を有する外方部材１と、これら軌道面４にそれぞれ対向する軌道面５を有する内方部材２と、これら複列の軌道面４，５間に介在させた複列の転動体３とを備える。この車輪用軸受装置は、複列のアンギュラ玉軸受とされていて、各軌道面４，５は断面円弧状であり、両軌道面４，５は接触角が背面合わせとなるように形成されている。転動体３はボールからなり、各列毎に保持器６で保持されている。内外の部材２，１間の環状空間のアウトボード側およびインボード側の各開口端部は、それぞれ接触式のシール７，８で密封されている。

外方部材１は車体（図示せず）に取付けられる固定側の部材となるものであって、全体が一体の部材とされている。
内方部材２は、回転側の部材となるものであって、車輪取付用のハブフランジ２ａを外周に有するハブ輪２Ａと、このハブ輪２Ａに嵌合した軌道面形成部材２Ｂとでなる。ハブ輪２Ａの外周には片列の軌道面５が形成されている。軌道面形成部材２Ｂは、もう片列の軌道面５を外周に形成するための専用部材となる内輪であり、ハブ輪２Ａのインボード側端の外周に嵌合する。ハブ輪２Ａの内周には、等速ジョイント外輪１２の軸部１２ｂがスプライン嵌合する。等速ジョイント外輪１２は、カップ部１２ａと軸部１２ｂとが一体に形成された部材であって、その軸部１２ｂがハブ輪２Ａの内周に挿通され、軸部１２ｂの先端に螺合したナット１３によりハブ輪２Ａに締め付け固定される。この等速ジョイント外輪１２のカップ部１２ａに連続する大径の軸部基端１２ｂａが上記軌道面形成部材（内輪）２Ｂのインボード側幅面に押し当てられることで、軌道面形成部材２Ｂがハブ輪２Ａに対して軸方向に固定される。ハブフランジ２ａはハブ輪２Ａのアウトボード側端部に位置しており、このハブフランジ２ａにブレーキロータを介して車輪（いずれも図示せず）がボルト２０で取付けられる。

内方部材２の両列の軌道面５間の外周には、リング状被検出部材９が嵌合させてある。この実施形態では、上記リング状被検出部材９の嵌合部をハブ輪２Ａの外周としてあり、その嵌合部はアウトボード側の軌道面５から段差をなして同軌道面５より小径となる第１の嵌合面２ｂとされている。上記軌道面形成部材２Ｂが嵌合するハブ輪２Ａのインボード側端の外周は上記第１の嵌合面２ｂから段差をなして同嵌合面２ｂより小径となる第２の嵌合面２ｃとされている。上記リング状被検出部材９は、図３に上半部を破断した正面図で示すように、円周方向に磁気特性を異ならせたパルサリングであり、具体的には円周方向に磁極Ｎ，Ｓを交互に並べた多極の磁石からなる。リング状被検出部材９は、多極磁石の代わりに、外周にギヤ状の凹凸を設けた磁性体であっても良い。一方、このリング状被検出部材９を検出するセンサ１０が外方部材１における両列の軌道面４間に設けられている。このセンサ１０はホール素子などからなる磁気センサとされている。上記リング状被検出部材９とセンサ１０とで、内方部材２の回転つまり車輪の回転を検出する回転検出器１１が構成されている。図２に図１のＣ部を拡大した断面図で示すように、ハブ輪２Ａの第１の嵌合面２ｂに嵌合されるリング状被検出部材９の外径Ｂは、外方部材１の軌道面４に組み付けた転動体３の列の内接円径Ａよりも小さくされている。

この車輪用軸受装置の組立手順を図４，図５を参照して以下に説明する。
（１）先ず、ハブ輪２Ａの第１の嵌合面２ｂにリング状被検出部材９を圧入嵌合させる（図４（Ａ））。このように外方部材１への組込み前のハブ輪２Ａにリング状被検出部材９を嵌合させることにより、圧入によるリング状被検出部材９の割れ・変形等を容易に検出することができる。
（２）外方部材１の両列の軌道面４に保持器６で保持した転動体３を挿入する（図４（Ｂ））。
（３）外方部材１の内周のアウトボード側およびインボード側にグリースを封入する（図４（Ｃ））。
（４）外方部材１の内周のアウトボード側端にシール部材７を圧入する（図４(D) ）。（５）ハブ輪２Ａを外方部材１の内周側に挿入する（図５（Ａ））。
（６）軌道面形成部材（内輪）２Ｂをハブ輪２Ａ外周のインボード側端（第２の嵌合面）２ｃに圧入する（図５（Ｂ））。
（７）外方部材１の内周のインボード側端にシール部材８を圧入する（図５（Ｃ））。

この構成の車輪用軸受装置によると、このように、内方部材２の両列の軌道面５間の外周に嵌合させるリング状被検出部材（パルサリング）９の外径Ｂを、外方部材１の軌道面４に組み付けた転動体３の列の内接円径Ａよりも小さくしているので、内方部材２を構成するハブ輪２Ｂの外周にリング状被検出部材９を嵌合させてから、転動体３を組み付け済みの外方部材１の内周にハブ輪２Ｂを挿入することができる。そのため、従来例に比べて組立工程を２工程少なくすることができる。その結果、設備費・工数を削減でき、コストを低減できる。また、組立前のハブ輪２Ａにリング状被検出部材２Ｂを圧入嵌合させるので、圧入時にリング状被検出部材２Ｂに割れ・変形等の異常が生じた場合でも、これを容易に検出することができる。さらに、圧入で発生するごみも容易に除去できる。

図６は第２の実施形態を示す。この車輪用軸受装置は、図１に示す第１の実施形態において、ハブ輪２Ａのインボード側端にフランジ状の加締部２ｄを設け、この加締部２ｄにより軌道面形成部材（内輪）２Ｂをハブ輪２Ａに対して軸方向に固定している。その他の構成は第１の実施形態と同じである。

図７は第３の実施形態を示す。この実施形態は従動輪支持用の車輪用軸受装置に適用した例を示す。この車輪用軸受装置では、図１に示す第１の実施形態において、ハブ輪２Ａが内径穴を有してないのもとされている。軌道面形成部材（内輪）２Ｂは、ハブ輪２Ａのインボード側端に設けたフランジ状の加締部２ｄでハブ輪２Ａに対して軸方向に固定している。その他の構成は第１の実施形態と同じである。

図８は第４の実施形態を示す。この車輪用軸受装置は、図１に示す第１の実施形態において、軌道面形成部材２Ｂの外周における軌道面５よりアウトボード側の部分が、リング状被検出部材９の嵌合面２ｅとされており、この嵌合面２ｅは隣接する軌道面５から段差をなして同軌道面５より小径とされている。これにより、この嵌合面２ｅに嵌合されるリング状被検出部材９は両列の軌道面５の間で軸方向に固定される。軌道面形成部材２Ｂは内輪であり、リング状被検出部材９はパルサリングである。その他の構成は第１の実施形態と同じである。

図９は第５の実施形態を示す。この車輪用軸受装置は、図８に示す第４の実施形態において、ハブ輪２Ａのインボード側端にフランジ状の加締部２ｄを設け、この加締部２ｄにより軌道面形成部材２Ｂをハブ輪２Ａに対して軸方向に固定している。その他の構成は図８に示した第４の実施形態と同じである。

図１０は第６の実施形態を示す。この実施形態は従動輪支持用の車輪用軸受装置に適用した例を示す。この車輪用軸受装置では、図８に示す第４の実施形態において、ハブ輪２Ａが内径穴を有しないものとされている。軌道面形成部材２Ｂは、ハブ輪２Ａのインボード側端に設けたフランジ状の加締部２ｄでハブ輪２Ａに対して軸方向に固定している。その他の構成は第４の実施形態と同じである。

図１１は第７の実施形態を示し、第４世代の車輪用軸受装置に適用したものである。この実施形態は、図１に示す第１の実施形態において、内方部材２を構成する軌道面形成部材２Ｂを、ハブ輪２Ａの外周に嵌合される内輪に代えて、ハブ輪２Ａの内径面に軸部１２ｂを嵌合させた等速ジョイント外輪１２で兼用している。内方部材２のインボード側列の軌道面５は、等速ジョイント外輪１２の軸部１２ｂのカップ部１２ａに連続する大径の軸部基端１２ｂａの外周に形成されている。インボード側のシール８は、外方部材１の内周にシール８を圧入した後に、ハブ輪２Ａの内径面に等速ジョイント外輪１２の軸部１２ｂをスプライン嵌合させることで、等速ジョイント外輪１２の軸部基端１２ｂａ外周と外方部材１の内周との間に装着される。その他の構成は第１の実施形態と同様である。

このように軌道面形成部材２Ｂが等速ジョイント外輪１２で兼用される場合も、内輪の場合と同様に、リング状被検出部材２ｂの外径を、外方部材１に組み付けた転動体３の列の内接円径よりも小さくすることで、上記の組立性向上等の効果が得られる。

なお、上記各実施形態では、リング状被検出部材９をパルサリングとし、外方部材１に設けるセンサ１０として磁気センサを設けて、車輪の回転を検出する回転検出器１１を構成した場合つき説明したが、リング状被検出部材９は、回転検出に限らず、荷重や、トルク、歪等の各種の検出対象項目の検出のために設けられたものであっても良い。
例えば、図１２に示すように、リング状被検出部材９として、磁歪材からなる円筒状体１４に、軸方向に対して所定の傾斜角度θだけ傾斜して延びる複数の傾斜溝１５を円周方向に複数個並べて形成したものを用い、センサ１０として、上記円筒状体１４の磁気特性の変化を検出するコイル等からなるトルク検出部を用いて、内方部材２の作用トルクを検出するトルク検出器１６を構成しても良い。

また、例えば図１に示す第１の実施形態において、図１３に示すように、内方部材２に設けるリング状被検出部材９として発電機１７のロータを用い、外方部材１に設けるセンサ１０として発電機１７のステータを用いることにより、車輪の回転を検出する回転検出器を兼ねる発電機１７としても良い。

この発明の第１の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。同車輪用軸受装置の部分拡大断面図である。同車輪用軸受装置に設けられる回転検出器の半部正面図である。同車輪用軸受装置の組立工程の前工程を示す説明図である。同組立工程の後工程を示す説明図である。この発明の第２の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。この発明の第３の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。この発明の第４の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。この発明の第５の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。この発明の第６の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。この発明の第７の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。（Ａ）は前記各実施例の車輪用軸受装置に設けられるリング状被検出部材の他の例の上半部を破断して示す正面図，（Ｂ）はそのリング状被検出部材の側部断面図である。図１の第１の実施形態の車輪用軸受装置に、回転検出器に代えて発電機を設けた例を示す断面図である。（Ａ）は従来例の断面図，（Ｂ）は同従来例の部分拡大図である。同従来例の組立工程の前工程を示す説明図である。同従来例の組立工程の中工程を示す説明図である。同従来例の組立工程の後工程を示す説明図である。

符号の説明

１…外方部材
２…内方部材
２Ａ…ハブ輪
２Ｂ…軌道面形成部材
２ａ…ハブフランジ
３…転動体
４，５…軌道面
９…リング状被検出部材
１０…センサ
１１…回転検出器
１２…等速ジョイント外輪
１２ｂ…軸部
１２ｂａ…軸部基端

Claims

内周に複列の軌道面を有する外方部材と、これら軌道面に対向する軌道面を有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、上記内方部材が、車輪取付用のハブフランジを外周に有するハブ輪と、このハブ輪のインボード側端の外周に嵌合した軌道面形成部材とでなり、これらハブ輪および軌道面形成部材に各列の軌道面を形成した車輪用軸受装置において、
上記内方部材の両列の軌道面間の外周にリング状被検出部材を嵌合させ、このリング状被検出部材を検出するセンサを上記外方部材における両列の軌道面間に設け、上記リング状被検出部材の外径を、上記外方部材の軌道面に組み付けた転動体の列の内接円径よりも小さくしたことを特徴とする車輪用軸受装置。
請求項１において、上記リング状被検出部材は、円周方向に磁気特性を異ならせたパルサリングであり、上記センサが磁気センサであり、これらパルサリングと磁気センサとで回転検出器を構成した車輪用軸受装置。
請求項１において、上記リング状被検出部材が磁歪材で形成されたものであり、上記センサが、上記リング状被検出部材の磁気的特性の変化を検出することで作用トルクを検出するトルク検出部である車輪用軸受装置。
請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、上記軌道面形成部材が、軌道面を形成する専用部材となる内輪である車輪用軸受装置。
請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、上記軌道面形成部材が等速ジョイントの外輪であり、上記内方部材は上記ハブ輪の内周に上記等速ジョイント外輪の軸部を嵌合させ、この等速ジョイント外輪上記軸部の基端の外周面および上記ハブ輪の外周面に、上記複列の軌道面における各列の軌道面を設けた車輪用軸受装置。