JP2005291489A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転被検出部となるエンコーダの内方部材への嵌合が確実なものとなり、エンコーダの軸方向への移動を抑制できて、信頼性が向上できる回転センサ内蔵の車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】 この車輪用軸受装置は、外方部材１と内方部材２の対向する軌道面７，９間に複列の転動体３が介在したものである。内方部材２のインボード側の端部の外周に、回転被検出部となる環状のエンコーダ１９を嵌合させる。このエンコーダ１９と内方部材２との間に、引っ掛かりにより軸方向の移動抑制を行う抜け止め手段２２を設ける。抜け止め手段２２は、エンコーダ芯金２０に設けられた内向き突起２３と、内方部材２に設けられた係合溝２４とでなる。内向き突起２３はプレス加工される。
【選択図】 図２

Description

この発明は、アンチロックブレーキ装置を備えた自動車等に用いられる回転センサ内蔵の車輪用軸受装置に関する。

アンチロックブレーキ装置（ＡＢＳ）は、低摩擦路やパニックブレーキ時のタイヤロックを検知し、ブレーキを緩めてタイヤグリップを確保することで、操舵安定性を得るものである。タイヤロックを検知する車輪回転数のセンサは、車輪用軸受装置に設けられる。 センサ内蔵の車輪用軸受装置として、従来、図５に示すように、内周に複列の軌道面３６，３７を有する外方部材３１と、これら軌道面３６，３７にそれぞれ対向する軌道面３８，３９を有する内方部材３２と、前記各軌道面３６〜３９間に介在する複列の転動体３３とで構成され、外方部材３１と内方部材３２間の一端部に回転センサ６０を設置したものが提案されている（例えば特許文献１）。

外付部材３１は外周部が車体の懸架装置におけるナックル４０に取付けられ、内方部材３２の一端のフランジ３２ａに車輪が取付けられる。外方部材３１と内方部材３２間にできる環状空間の両端部はそれぞれシール部材４１，４２でシールされる。回転センサ６０は、回転側の内方部材３２に回転被検出部である環状のエンコーダ４９を装着し、固定側の外方部材３１を設置したナックル４０に、回転検出部である磁気センサ６１を上記エンコーダ４９と対向して装着することにより構成されている。エンコーダ４９と磁気センサ６１の間には、シール部材４２の芯金が介在する。図６は図５におけるエンコーダ４９が取付けられるＡ部の拡大図を示し、図７はそのエンコーダ４９の断面図を示す。磁気センサ６１としては、ホール素子やホールＩＣなどが使用される。

上記エンコーダ４９は、環状の芯金５０に、円周方向に磁気特性が変化する環状の多極磁石５１を設けたものであり、内方部材３２の外周に上記芯金５０を嵌合させることにより、エンコーダ４９が内方部材３２に装着される。具体的には、内方部材３２は、ハブ輪４５と、このハブ輪４５の軸部外周に嵌合される一対の分割型の内輪４６Ａ，４６Ｂとでなり、インボード側の内輪４６Ｂの外周に上記芯金５０を嵌合させている。
特開２００３−２６２２３１号公報

しかし、上記構成の回転センサ内蔵の車輪用軸受装置では、内方部材３２の外周に嵌着するエンコーダ４９の芯金５０の嵌合部５０ｂが、図７に鎖線で囲んで示すように、内周面の滑らかな円筒状とされており、その芯金５０が嵌合する内方部材内輪４６Ｂの外周面も滑らかな円筒面とされている。そのため、締代のみで芯金５０が内方部材３２の内輪４６Ｂに固定されていることになる。その結果、荷重変動により内輪４６Ｂに弾性変形が生じた場合、その弾性変形の影響を受けて、エンコーダ４９が軸方向に移動することがあり、回転検出の精度低下を招く恐れがある。また、上記締代を大きくすることで、エンコーダ４９の軸方向への移動を抑制しようとすると、エンコーダ４９の芯金５０が塑性変形域に達してしまい、かえって嵌合の効果が得られない場合もある。

この発明の目的は、回転被検出部となるエンコーダの内方部材への嵌合が確実なものとなり、エンコーダの軸方向への移動を抑制できる回転センサ内蔵の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、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、内方部材のインボード側の端部の外周に、回転被検出部となる環状のエンコーダを嵌合させ、このエンコーダと内方部材との間に、引っ掛かりにより軸方向の移動抑制を行う抜け止め手段を設けたことを特徴とする。
この構成によると、内方部材の外周に嵌合されるエンコーダは、エンコーダと内方部材との間に設けられた抜け止め手段で引っ掛かりにより移動抑制されているため、荷重変動により内方部材の内輪に弾性変形が生じても、エンコーダが軸方向に移動することを抑制できる。そのため、軸方向移動により回転検出精度が低下することを防止できる。

前記抜け止め手段は引っ掛かりによって抜け止めを行うものであるため、前記エンコーダと内方部材との嵌合に締代を持たせることで、締代による移動抑制力に引っ掛かりによる移動抑制力が加わることになる。このため、より大きな軸方向移動力に耐えることができる。また、引っ掛かりによる抜け止め手段だけで大きな移動抑制力を与える場合に比べて、抜け止め手段が無理なく簡素なものに形成できる。

この発明において、前記エンコーダが、内方部材の外周に嵌合する環状の芯金に、円周方向に磁気特性が変化する環状の磁石を設けたものであり、前記抜け止め手段を前記芯金と内方部材との間に設けたものであっても良い。芯金を利用すると、引っ掛かり形式の抜け止め手段が容易に形成できる。

芯金を利用する場合に、前記抜け止め手段は、エンコーダ芯金の内方部材嵌合部に設けられた任意個数の内向き突起と、この内向き突起に対応して内方部材に設けられた係合溝とからなるものとしても良い。
芯金を利用する場合、突起の形成が容易に行え、また内方部材は係合溝を設けるだけで良いため、引っ掛かり形式の抜け止め手段が容易に加工できる。

前記内向き突起は、エンコーダ芯金に形成された切起し片であっても良い。前記切起し片は、内方部材の軸方向中央側が基端とされ、端部側へ斜め内径側に延びるものであっても良い。
内向き突起が切起し片であると、プレス加工により成形可能で加工が簡単である。そのため、エンコーダ芯金の一連の製作工程内で、安価に、かつ容易に前記内向き突起を製作でき、また任意個数の内向き突起が製作できる。この切起し片からなる内向き突起は、端部側へ斜め内径側に延びているため、その方向性により、エンコーダの内方部材への嵌合作業が容易で、抜け止め作用は強く得られる。

前記内向き突起は、エンコーダ芯金にプレス加工されたエンボス状のものであっても良い。この場合も、プレス加工で成形可能であり、エンコーダ芯金の一連の製作工程内で、安価に、かつ任意個数の内向き突起を容易に製作することができる。

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、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、内方部材のインボード側の端部の外周に、回転被検出部となる環状のエンコーダを嵌合させ、このエンコーダと内方部材との間に、引っ掛かりにより軸方向の移動抑制を行う抜け止め手段を設けたため、回転被検出部となるエンコーダの内方部材への嵌合が確実なものとなり、エンコーダの軸方向への移動を抑制できる。

この発明の第１の実施形態を図１ないし図３と共に説明する。この車輪用軸受装置は、ハブユニット形式でかつ複列円すいころ軸受形式としたものであり、いわゆる２．５世代のものである。この車輪用軸受装置は、図１に示すように、複列の軌道面６，７を内周に有する外方部材１と、この軌道面６，７に対向する複列の軌道面８，９を外周に有する内方部材２と、これら軌道面６〜９間に介在した転動体３とを備える。
外方部材１は、固定側の部材となるものであって、外周に車体取付フランジ１ｂを有する一体の部材である。外方部材１は、車体の懸架装置を構成するナックル４０の内径孔に嵌合し、上記車体取付フランジ１ｂに設けられたボルト挿通孔を貫通するボルト４１でナックル４０に取付けられている。

内方部材２は、車輪取付フランジ２ａを有し、この車輪取付フランジ２ａに車輪（図示せず）がボルト４２で取付けられる。この車輪用軸受装置は、複列の円すいころ軸受とされ、背面合わせとなるように各軌道面６〜９の接触角が形成されている。円すいころからなる転動体３は各列毎に保持器１０で保持されている。アウトボード側の転動体３の外側、およびインボード側の転動体３の内側において、外方部材１と内方部材２との間の環状空間がシール部材１１，１２によりシールされている。この明細書において、アウトボード側とは、車輪用軸受装置を車両に取付けた状態で、車両幅方向の外側となる側を言い、中央側となる側をインボード側と言う。

内方部材２は、車輪取付フランジ２ａを一体に有するハブ輪１５と、前記各転動体列の軌道面８，９がそれぞれ形成された一対の分割型の内輪１６Ａ，１６Ｂとで構成される。内輪１６Ａ，１６Ｂはハブ輪１５の軸部１５ａの外周に嵌合される。軸部１５ａは、インボード側に延びる延出部１５ａａを有している。この延出部１５ａａに設けられた雄ねじ部１５ａｂにナット４３をねじ込むことにより、上記内輪１６Ａ，１６Ｂが、ハブ輪１５の車体取付フランジ２ａの基端付近の段面とナット４３との間で軸方向に締め付け固定される。

図１のＢ部を拡大して図２に示す。同図のようにインボード側のシール部材１２は、環状の芯金１７と、この芯金１７の一端部に加硫接着等で固定された弾性部材１８とで構成される。シール部材１２は、芯金１７の圧入円筒部１７ａで、外方部材１の外周に圧入嵌合される。これにより、磁気エンコーダ１９側の軸受端部が、磁気エンコーダ１９を覆うようにシール部材１２で密封される。芯金１７は、上記圧入用円筒部１７ａに、これよりも小径のカバー用円筒部１７ｃが第１の立板部１７ｂを介して続き、カバー用円筒部１７ｃの先端から内径側へ第２の立板部１７ｄが延びた形状のものである。第２の立板部１７ｄの先端に、上記弾性体１８が取付けられている。弾性部材１８は複数のリップ部１８ａ，１８ｂを有し、これらリップ部１８ａ，１８ｂを上記内輪１６Ｂの外周に摺接させることで、内外部材２，１間のインボード側端部がシールされる。

この車輪用軸受装置に設けられる回転センサ３０は、回転被検出部となる環状のエンコーダ１９と、検出部となる磁気センサ３１とで構成される。これらエンコーダ１９と磁気センサ３１とは、シール部材１２の芯金１７のカバー用円筒部１７ｃを介して対向するように配置される。芯金１７は、磁気センサ３１によるエンコーダ１９の磁気検出に影響のない材質のもの、例えば非磁性ステンレス板等の非磁性金属板等が用いられる。

磁気センサ３１は、ホール素子または磁気抵抗素子等からなり、センサホルダ４５内に樹脂モールド等によって埋め込み状態に設けられている。この磁気センサ３１は、ナックル４０に設けられたセンサ取付孔４６内にセンサホルダ４５を嵌合状態に挿入することにより、ナックル４０に取付けられる。センサホルダ４５は、止めねじ等の止め具４７によりナックル４０に固定され、その内径側端はシール手段１２の芯金１２の外径面に近接する。センサホルダ４５とセンサ取付孔４６の内径面との間は、Ｏリング等の密封部材４８によって密封される。

エンコーダ１９は、図３に断面図で示すように、断面Ｚ字状とされた環状の芯金２０の大径円筒部２０ａの外周に、円周方向に磁気特性が変化する環状の多極磁石２１を設けて構成される。このエンコーダ１９は、内方部材２のインボード側の端部の外周に嵌合される。具体的には、内輪１６Ｂの外径面に、前記環状芯金２０の円筒状の内方部材嵌合部２０ｂが嵌合される。この嵌合は締代を持って行われる。

エンコーダ１９と内方部材２との間、具体的にはエンコーダ芯金２０と内方部材内輪１６Ｂとの間には引っ掛かりによって軸方向の移動抑制を行う抜け止め手段２２が設けられる。この抜け止め手段２２は、エンコーダ芯金２０の内方部材嵌合部２０ｂに設けられた任意個数の内向き突起２３と、この内向き突起２３に対応して内方部材２（具体的には内輪１６Ｂ）の外周に設けられた係合溝２４とで構成される。内向き突起２３を係合溝２４に係合させることにより、内輪１６Ｂからのエンコーダ１９の抜け止めが図られる。前記内向き突起２３は、エンコーダ芯金２０に形成された切起し片である。この切起し片は、内方部材２（内輪１６Ｂ）の軸方向中央側が基端とされ、端部側へ斜め内径側に延びるものとされている。

エンコーダ１９は、その磁石２１の磁極が径方向に向くように設置されるラジアル型のものである。上記磁気センサ３１は、シール部材１２の芯金１７を介し、エンコーダ１９の磁石２１と径方向に対向して設置される。磁気センサ３１は、回転数の他に回転方向を検出する場合は、円周方向に離れて２個設けられる。

この構成の車輪用軸受装置によると、内方部材２の回転に伴い、磁気センサ３１がエンコーダ１９の磁気変化を検出し、その検出信号から内方部材２の回転数や回転方向が得られる。内方部材２に嵌合したエンコーダ１９は、その芯金２０の内向き突起２３が内方部材２の係合溝２４に噛み合うことにより、軸方向移動が抑制される。そのため、芯金２０と内輪１６Ｂの間の締代による移動抑制力に加えて、上記の噛み合いによる移動抑制力が作用し、より大きな軸方向移動力に耐え得る。このため、荷重変動により内方部材２の内輪１６Ａ，１６Ｂに弾性変形が生じても、エンコーダ１９が軸方向に移動するのを十分抑制することができ、軸方向移動により回転検出精度が低下することを防止できる。

また、内向き突起２３が切起し片であると、プレス加工により成形可能で加工が簡単である。そのため、エンコーダ芯金２０の一連の製作工程内で、安価に、かつ容易に前記内向き突起２３を製作でき、また任意個数の内向き突起２３が製作できる。この切起し片からなる内向き突起２３は、端部側へ斜め内径側に延びているため、その方向性により、エンコーダ１９の内方部材２への嵌合作業が容易で、抜け止め作用が強く得られる。

図４は、前記抜け止め手段２２の内向き突起２３の他の例を示す。図４（Ａ）は、内向き突起２３として、エンコーダ芯金２０の内方部材嵌合部２０ｂに、内周側に突出するエンボス状の突条を全周にわたってプレス加工したものである。また、図４（Ｂ）は、内向き突起２３として、エンコーダ芯金２０の内方部材嵌合部２０ｂに、内周側に突出する局部的なエンボス状の複数の突起を円周方向に分散させてプレス加工したものである。
これら図４（Ａ），（Ｂ）の各例のように内向き突起２３を形成する場合も、プレス加工により内向き突起２３が成形できて、エンコーダ芯金２０の一連の製作工程内で内向き突起２３を容易かつ安価に形成できる。また、これらのエンボス状の内向き突起２３の場合、切り起こし片からなるものに比べて形状の安定性が良く、移動抑制力の管理が行い易い。

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。 図１におけるＢ部の拡大図である。 エンコーダの半部断面図である。 エンコーダ芯金に形成されるおける内向き突起の他の各例を示す断面図である。 従来例の断面図である。 図５におけるＡ部の拡大図である。 従来例におけるエンコーダの半部断面図である。

符号の説明

１…外方部材
２…内方部材
３…転動体
６〜９…軌道面
１２…シール部材
１９…エンコーダ
２０…エンコーダ芯金
２０ｂ…内方部材嵌合部
２１…磁石
２２…抜け止め手段
２３…内向き突起
２４…係合溝
３０…回転センサ
３１…磁気センサ

Claims (6)

1. 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、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、
   内方部材のインボード側の端部の外周に、回転被検出部となる環状のエンコーダを嵌合させ、このエンコーダと内方部材との間に、引っ掛かりにより軸方向の移動抑制を行う抜け止め手段を設けたことを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 請求項１において、前記エンコーダと内方部材との嵌合に締代を持たせた車輪用軸受装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記エンコーダが、内方部材の外周に嵌合する環状の芯金に、円周方向に磁気特性が変化する環状の磁石を設けたものであり、前記抜け止め手段を前記芯金と内方部材との間に設けた車輪用軸受装置。
4. 請求項３において、前記抜け止め手段が、エンコーダ芯金の内方部材嵌合部に設けられた任意個数の内向き突起と、この内向き突起に対応して内方部材に設けられた係合溝とからなる車輪用軸受装置。
5. 請求項４において、前記内向き突起が、エンコーダ芯金に形成された切起し片であり、この切起し片は内方部材の軸方向中央側が基端とされ、端部側へ斜め内径側に延びるものである車輪用軸受装置。
6. 請求項４において、前記内向き突起が、エンコーダ芯金にプレス加工されたエンボス状のものである車輪用軸受装置。

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