JP2005321375A - 回転速度検出装置付き車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
センサキャップの嵌合部の密封性向上と、アルミ合金製ナックルの電食を防止すると共に、検出部に異物が侵入するのを防止し、耐久性と信頼性を向上させた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】
内輪６に外嵌されたエンコーダ１３と、これに対向するように外方部材４の端部に装着された円環状のセンサキャップ１６と、これに固定されてエンコーダ１３に所定のすきまを介して対峙する回転速度センサ１７とを備えた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、センサキャップ１６が、外方部材４の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部１６ａを有し、この嵌合部１６ａと端部との間にシール片２４ａが設けられている。
【選択図】図５

Description

本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承すると共に、この車輪の回転速度を検出する回転速度検出装置が内蔵された回転速度検出装置付き車輪用軸受装置に関するものである。

自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承すると共に、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）を制御すべく車輪の回転速度を検出するために、回転速度検出装置が内蔵された回転速度検出装置付き車輪用軸受装置が一般的に知られている。従来、このような車輪用軸受装置は、転動体を介して転接する内方部材および外方部材の間にシール装置が設けられ、円周方向に磁極を交互に並べてなる磁気エンコーダを前記シール装置に一体化させると共に、磁気エンコーダと、この磁気エンコーダに対面配置され、車輪の回転に伴う磁気エンコーダの磁極変化を検出する回転速度センサとで回転速度検出装置が構成されている。

前記回転速度センサは、懸架装置を構成するナックルに車輪用軸受装置が装着された後、当該ナックルに装着されているものが一般的である。しかし、この回転速度センサと磁気エンコーダとのエアギャップ調整作業の煩雑さを解消すると共に、よりコンパクト化を狙って最近では、回転速度センサをも軸受に内蔵した回転速度検出装置付き車輪用軸受装置が提案されている。

このような回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の一例として図１４に示すような構造が知られている。この回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は、図示しない懸架装置に支持固定され、固定部材となる外方部材５１と、この外方部材５１に複列の転動体（ボール）５３、５３を介して内挿された内方部材５２とを有し、外方部材５１は車体取付フランジ５１ｂを外周に一体に有し、内周には複列の外側転走面５１ａ、５１ａが形成されている。一方、内方部材５２は、前記した外方部材５１の外側転走面５１ａ、５１ａに対向する複列の内側転走面５５ａ、５６ａが形成されている。これら複列の内側転走面５５ａ、５６ａのうち一方の内側転走面５５ａはハブ輪５５の外周に一体形成され、他方の内側転走面５６ａは、ハブ輪５５の内側転走面５５ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５５ｂに圧入された内輪５６の外周に形成されている。そして、複列の転動体５３、５３がこれら両転走面間にそれぞれ収容され、保持器５７、５７によって転動自在に保持されている。

ハブ輪５５は、外周に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５４を一体に有し、この車輪取付フランジ５４の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト５４ａが植設されている。また、ハブ輪５５の内周には、図示しない等速自在継手を構成する外側継手部材６０のステム部６１が内嵌されるセレーション５５ｃが形成されている。内方部材５２は、このハブ輪５５と内輪５６を指す。そして、外方部材５１の端部にはシール５８、５９が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。

インボード側のシール５９は、図１５に拡大して示すように、外方部材５１の端部内周に内嵌され、断面Ｌ字状に形成された第１のシール板６２と、この第１のシール板６２に対向し、断面Ｌ字状に形成された第２のシール板６３とからなる。この第２のシール板６３は、内輪５６に外嵌される円筒部６３ａと、この円筒部６３ａから径方向外方に延びる立板部６３ｂとを有し、この立板部６３ｂの外側面には、磁性体粉の混入され、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが形成されたゴム磁石からなる磁気エンコーダ６４が一体に加硫接着されている。

一方、第１のシール板６２は、断面Ｌ字状に形成された芯金６５と、この芯金６５に一体に加硫接着され、前記第２のシール板６３における立板部６３ｂの内側面に摺接するサイドリップ６６ａと、円筒部６３ａに摺接する一対のラジアルリップ６６ｂ、６６ｃとからなるシール部材６６とを有している。

外方部材５１の端部には、嵌合筒６７と、この嵌合筒６７に結合された保持部６８とからなる円環状のセンサキャップ６９が装着されている。嵌合筒６７は、嵌合筒部６７ａと、この嵌合筒部６７ａから径方向内方に延びる内向鍔部６７ｂとからなり、断面Ｌ字状で全体が円環状に形成されている。

保持部６８は、その内部に前記磁気エンコーダ６４に所定のエアギャップを介して対峙する回転速度センサ７０が包埋され、合成樹脂で円弧状に一体モールド成形されている。回転速度センサ７０は、ホール素子、磁気抵抗素子（ＭＲ素子）等、磁束の流れ方向に応じて特性を変化させる磁気検出素子と、この磁気検出素子の出力波形を整える波形成形回路が組み込まれたＩＣとからなる。

ここで、内輪５６の端面と嵌合筒６７の内向鍔部６７ｂとを微小隙間７１を介して全周に亙り近接対向させてラビリンスシールが構成されている。これにより、自動車の完成品メーカの組立ラインへの搬送時を含む、ハブ輪５５の内径に外側継手部材６０のステム部６１を嵌合する以前の状態（図１４参照）でも、磁気エンコーダ６４と回転速度センサ７０の検出部との間に、外部から磁性粉末等の異物が侵入するのを防止できる。したがって、車輪の回転速度検出の信頼性向上を図ることができる。
特開２００３−２５４９８５号公報

しかしながら、こうした従来の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は、自動車の完成品メーカの組立ラインへの搬送時を含む、ハブ輪５５の内径に外側継手部材６０のステム部６１を嵌合する以前の状態でも、磁気エンコーダ６４と回転速度センサ７０の検出部との間に、外部から磁性粉末等の異物が侵入するのを防止できる特徴を具備するも、ステンレス鋼等の耐食性を有する鋼板プレス製の嵌合筒６７を介してセンサキャップ６９が装着される場合、外方部材５１の端部に圧入される嵌合筒部６７ａから雨水等が浸入する恐れがある。すると、外方部材５１の腐食に伴って嵌合筒６７自体も腐食する、所謂、もらい錆が発生する恐れがある。

この外方部材５１および嵌合筒６７が腐食すると、回転速度センサ７０の検出部に雨水等が浸入するばかりでなく、嵌合筒６７が外方部材５１から外れたり、補修時にこの嵌合筒６７が外方部材５１から外れなくなるといった問題が発生する。

一方、最近、車両の軽量化を狙って、懸架装置を構成するナックル（図示せず）にアルミ合金が使用される場合が増えてきている。このナックルを従来の鋼製からアルミ合金製のものに変更することによりバネ下重量の大幅な軽減ができるが、これには厄介な問題も内在している。この種の装置のように、外方部材５１とナックルが、お互い接触させた状態で２種の金属が腐食環境にさらされた場合、電位差の低い方の金属（この場合、アルミ合金製のナックル）はアノード（陽極）となって早期に腐食を起こすといった問題が内在する。こうした異種金属の組み合せによる腐食、所謂、ガルバニック腐食によって、ナックルは早期に電食を起こし、耐久性が著しく低下する。したがって、アルミ合金製のナックルを採用するに当っては、こうした問題を解決する必要があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、センサキャップの嵌合部の密封性向上と、アルミ合金製ナックルの電食を防止すると共に、検出部に異物が侵入するのを防止し、耐久性と信頼性を向上させた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置を提供することを目的としている。

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、外周に懸架装置に取り付けるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された内方部材と、前記外方部材および内方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との環状空間の両端を密封する一対のシールと、前記内輪に外嵌されたエンコーダと、このエンコーダに対向するように前記外方部材の端部に装着された円環状のセンサキャップと、このセンサキャップに一体に固定され、前記エンコーダに所定のすきまを介して対峙する回転速度センサとを備えた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、前記センサキャップが、前記外方部材の端部に圧入される円筒状の嵌合部を有し、この嵌合部と前記端部との間にシール部材が設けられている構成を採用した。

このように、回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、前記センサキャップが、前記外方部材の端部に圧入される円筒状の嵌合部を有し、この嵌合部と前記端部との間にシール部材が設けられているので、外方部材の端部に圧入される嵌合部から雨水等が浸入して外方部材が腐食することはなく、また、回転速度センサの検出部に雨水等が浸入することもない。さらには、ナックルがアルミ合金製のものであっても、ナックルとセンサキャップとの導通を防ぎガルバニック腐食を防止することができる。したがって、耐久性を損なうことなく装置の軽量化を図ることができる。

また、請求項２に記載の発明のように、前記シール部材が高分子材料からなり、前記センサキャップの嵌合部の先端部にシール片形状にして一体に加硫接着されていても良い。る前記絶縁層が高分子材料からなり、前記シール片と一体に加硫接着されていれば、センサキャップと外方部材の嵌合部の密封性向上と、ナックルのガルバニック腐食を有効に防止することができる。

また、請求項３に記載の発明は、前記センサキャップの嵌合部が前記外方部材の端部外周に圧入され、かつ前記嵌合部の外表面に絶縁層が形成されているので、センサキャップと外方部材の嵌合部の密封性向上と、ナックルのガルバニック腐食を有効に防止することができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記絶縁層が高分子材料からなり、前記シール部材と一体に加硫接着されていても良い。

また、請求項５に記載の発明のように、前記絶縁層が亜鉛メッキ層であれば、亜鉛のイオン化傾向がアルミに最も近いため、ナックルがアルミ合金製のものであっても、鋼に対してアノード側（ナックル）に働いて電気化学的に鋼を防御することができると共に、ナックルとセンサキャップとの導通を抑制してナックルのガルバニック腐食を防止することができる。

また、請求項６に記載の発明は、前記シール片が、前記外方部材の段部に密着するシールリップ形状に形成されているので、センサキャップと外方部材の嵌合部における密封性を一層向上させることができる。

また、請求項７に記載の発明は、前記センサキャップが、その底部から軸方向に突設された舌片を有し、この舌片と等速自在継手を構成する外側継手部材との間に微小な径方向すきまが形成されてラビリンスシールが構成されているので、軸受内部に異物が侵入するのを一層防止することができる。さらに、このラビリンスシールにより、従来、外側継手部材に装着されていたシール装置を廃止することができる。したがって、部品点数と組立工数の削減ができ、トータルコストの低減に大きく貢献することができる。

また、請求項８に記載の発明は、前記センサキャップが、前記外方部材の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延びる底部とからなるカップ状に形成され、前記外方部材の開口部を閉塞するようにしたので、従動輪を回転自在に支承する車輪用軸受において、雨水や泥水、あるいはダスト等が軸受内部に異物が侵入するのを確実に防止することができる。

本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は、外周に懸架装置に取り付けるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された内方部材と、前記外方部材および内方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との環状空間の両端を密封する一対のシールと、前記内輪に外嵌されたエンコーダと、このエンコーダに対向するように前記外方部材の端部に装着された円環状のセンサキャップと、このセンサキャップに一体に固定され、前記エンコーダに所定のすきまを介して対峙する回転速度センサとを備えた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、前記センサキャップが、前記外方部材の端部に圧入される円筒状の嵌合部を有し、この嵌合部と前記端部との間にシール部材が設けられているので、外方部材の端部に圧入される嵌合部から雨水等が浸入して外方部材が腐食することはなく、また、回転速度センサの検出部に雨水等が浸入することもない。さらには、ナックルがアルミ合金製のものであっても、ナックルとセンサキャップとの導通を防ぎガルバニック腐食を防止することができる。したがって、耐久性を損なうことなく装置の軽量化を図ることができる。

外周に懸架装置に取り付けるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪とからなる内方部材と、前記外方部材および内方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との環状空間を密封するシールと、前記内輪に外嵌されたエンコーダと、このエンコーダに対向するように前記外方部材の端部に装着された円環状のセンサキャップと、このセンサキャップに一体に固定され、前記エンコーダに所定のすきまを介して対峙する回転速度センサとを備えた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、前記センサキャップが、前記外方部材の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、前記外方部材の端部に密着される底部とを有し、前記嵌合部の外表面に高分子材料からなる絶縁層が形成され、この絶縁層から延長して先端部にシール片が一体に加硫接着されている。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の側面図、図３は、図１の要部拡大図である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウトボード側（図面左側）、中央寄り側をインボード側（図面右側）という。

この回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は駆動輪用であって、ハブ輪１と複列の転がり軸受とをユニット化した構成を備えている。
回転速度検出装置付き車輪用軸受装置２は、内方部材３と外方部材４と複列の転動体（ボール）５、５とを有し、内方部材３は、外周に複列の内側転走面１ａ、６ａが形成されている。これら複列の内側転走面１ａ、６ａのうち一方の内側転走面１ａはハブ輪１の外周に、他方の内側転走面６ａは内輪６の外周にそれぞれ一体に形成されている。この場合、内方部材３はハブ輪１と、このハブ輪１の内側転走面１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂに圧入された内輪６とを指す。

一方、外方部材４は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、外周に車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ４ｂを一体に有している。内周には前記複列の内側転走面１ａ、６ａに対向する複列の外側転走面４ａ、４ａが形成され、高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。そして、複列の転動体５、５がこれら両転走面１ａ、４ａおよび６ａ、４ａ間にそれぞれ収容され、保持器７、７によって転動自在に保持されている。また、外方部材４の端部にはシール８、９が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。ここで転動体５、５をボールとした複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず転動体に円すいころを使用した複列円すいころ軸受であっても良い。

ハブ輪１は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、アウトボード側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ１０を一体に有し、この車輪取付フランジ１０の周方向等配位置にハブボルト１０ａが植設されている。また、アウトボード側のシール８が摺接するシールランド部から内側転走面１ａおよび小径段部１ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。これにより、車輪取付フランジ１０の基部となるシールランド部は耐摩耗性が向上するばかりでなく、車輪取付フランジ１０に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、ハブ輪１の耐久性が一層向上する。

インボード側のシール９は、図３に拡大して示すように、内輪６と外方部材４にそれぞれ装着された第１および第２の環状のシール板１１、１２を有している。これらシール板１１、１２は、それぞれ円筒部１１ａ、１２ａと立板部１１ｂ、１２ｂとでなる断面Ｌ字状に形成されて互いに対向している。第１のシール板１１は、フェライト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）をプレス加工にて形成されている。この第１のシール板１１の立板部１１ｂには、ゴム等のエラストマにフェライト等の磁性体粉が混入されたエンコーダ１３が一体に加硫接着されている。このエンコーダ１３は、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁され、車輪回転速度の検出用のロータリエンコーダを構成している。

第２のシール板１２は、第１のシール板１１の立板部１１ｂに摺接するサイドリップ１４ａと円筒部１１ａに摺接するラジアルリップ１４ｂ、１４ｃとを一体に有するシール部材１４が加硫接着されている。そして、第２のシール板１２の円筒部１２ａと、第１のシール板１１の立板部１１ｂの先端とは僅かな径方向すきまを介して対峙され、このすきまでラビリンスシール１５を構成している。

本実施形態では、図１に示すように、外方部材４のインボード側の端部にセンサキャップ１６を介して回転速度センサ１７が装着されている。センサキャップ１６は、耐食性を有する非磁性ステンレス等の鋼板をプレス成形により断面コの字状で全体が円環状に形成されている。このセンサキャップ１６は、外方部材４の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部１６ａと、この嵌合部１６ａから径方向内方に延びる底部１６ｂと、底部１６ｂから軸方向に突設された環状の舌片１６ｃとからなる。そして、底部１６ｂを外方部材４の端面に密着させた状態で、センサキャップ１６が外方部材４の端部外周に圧入固定されている。なお、図２に示すように、センサキャップ１６の底部１６ｂの上下方向には、一対のベント孔１９、１９が形成され、センサキャップ１６内に侵入した雨水等を排出する。

図４は、回転速度センサ１７が装着されたセンサキャップ１６を示しているが、このセンサキャップ１６は、その底部１６ｂの周方向一箇所に回転速度センサ１７が装着されるセンサ孔１８ａと、このセンサ孔１８ａの近傍に係止孔１８ｂが開口されている。そして、センサ孔１８ａに回転速度センサ１７が軸方向に装着されて固定される。これにより、回転速度センサ１７およびハーネス２０が外方部材４から径方向外方側に張り出してナックル（図示せず）と干渉することはない。また、回転速度センサ１７が装着される位相は、図２に示すように、センサキャップ１６の底部１６ｂに対して、水平位置になるように配置されている。したがって、例えセンサキャップ１６内に雨水等が侵入したとしても、この回転速度センサ１７近傍に滞留するのを防止すると共に、ハーネス２０の取り巻きが簡素化でき、組立作業性が一段と向上する。

回転速度センサ１７は、後述する固定部１７ａと共に合成樹脂で直方体形状に一体モールド成形され、ホール素子、磁気抵抗素子（ＭＲ素子）等、磁束の流れ方向に応じて特性を変化させる磁気検出素子と、この磁気検出素子の出力波形を整える波形成形回路が組み込まれたＩＣとからなる。

なお、本実施形態では、回転速度検出装置として、エンコーダ１３と、ホール素子等の磁気検出素子からなる回転速度センサ１７とで構成されたアクティブタイプの回転速度検出装置を例示したが、本発明に係る回転速度検出装置はこれに限らず、例えば、磁気エンコーダと、磁石と巻回された環状のコイル等からなるパッシブタイプであっても良い。

図４に示すように、回転速度センサ１７の固定片１７ａは、耐食性を有する非磁性ステンレス等の鋼板からなり、センサキャップ１６に開口された係止孔１８ｂに嵌挿されると共に、その先端部を塑性変形させてセンサキャップ１６に加締固定されている。また、回転速度センサ１７の検出部１７ｂは、センサキャップ１６のセンサ孔１８ａ内に突出し、前記エンコーダ（図示せず）に所定の軸方向すきまを介して対峙している。これにより、回転速度センサ１７は、鋼板製のセンサキャップ１６に対して強固に固定され、従来のように、飛び石等による係止部の欠けや脱落、あるいは腐食等が発生することはなく、耐久性と信頼性を向上させることができる。

また、回転速度センサ１７には袖状に張り出した固定部１７ｃが形成されており、鋼板製の固定片１７ａを覆っている。この固定部１７ｃとセンサキャップ１６とを密着させることにより、係止孔１８ｂと固定片１７ａとの係止部および検出部１７ｂとセンサ孔１８ａとの係止部から磁性粉末等の異物が侵入するのを防止することができ、車輪の回転速度検出の信頼性を向上させることができる。ここでは、固定部１７ａの先端部をセンサキャップ１６に加締固定したものを例示したが、これに限らず、例えば、リベットあるいは溶接等の他の固定手段であっても良い。

車輪（図示せず）の回転に伴って内輪６と共にエンコーダ１３が回転すると、このエンコーダ１３に対向する回転速度センサ１７の出力が変化する。この回転速度センサ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ため、回転速度センサ１７の出力信号を回転速度センサ１７の端部から導出したハーネス２０を介して図示しない制御器に入力すれば、ＡＢＳを適切に制御することができる。

ここで、図１において、内輪６の端面６ｂは、等速自在継手を構成する外側継手部材２１の肩部２１ａの端面と突合せ状態で組み立てられているが、この肩部２１ａと前記センサキャップ１６の舌片１６ｃとの間には微小な径方向すきまが形成され、ラビリンスシール２２が構成されている。さらに、舌片１６ｃと内輪６の端面６ｂとを微小な軸方向すきまを介して全周に亙り近接対向させ、ラビリンスシール２３が構成されていても良い。これにより、自動車の完成品メーカの組立ラインへの搬送時を含む、ハブ輪１の内径に外側継手部材２１を嵌合する以前の状態でも、また、過酷な環境となる実走時においても、エンコーダ１３と回転速度センサ１７の検出部１７ｂとの間に外部から磁性粉末等の異物が侵入するのを防止できると共に、前記シール９と組み合わされて、雨水や泥水、あるいはダスト等が軸受内部に異物が侵入するのを確実に防止することができる。したがって、車輪の回転速度検出の信頼性向上と共に、軸受の耐久性の向上を図ることができる。さらに、このラビリンスシール２２、２３により、従来、外側継手部材２１に装着されていたシール装置を廃止することができる。したがって、部品点数と組立工数の削減ができ、トータルコストの低減に大きく貢献することができる。

本実施形態では、図５に示すように、外方部材４の端部外周に圧入される嵌合部１６ａの外表面にはゴム等の高分子材料からなる絶縁層２４が形成されている。さらに、嵌合部１６ａの先端部には、この絶縁層２４から延長してシール片（シール部材）２４ａが一体に加硫接着され、弾性変形して外方部材４に密着している。これにより、外方部材４の端部に圧入される嵌合部１６ａから雨水等が浸入して外方部材４および嵌合部１６ａが腐食することはなく、また、回転速度センサ１７の検出部に雨水等が浸入することもない。なお、前記シール片２４ａに変え、後述するが、外方部材に環状溝を形成し、この環状溝にＯリング等のシール部材を装着し、このシール部材を介在させてセンサキャップを嵌合して密封性を高めるようにしても良い。

さらには、ナックルＮがアルミ合金製のものであっても、ナックルＮとセンサキャップ１６との導通を防ぎガルバニック腐食を防止することができる。したがって、耐久性を損なうことなく装置の軽量化を図ることができる。なお、絶縁層２４として、二トリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム等の合成ゴム、あるいは、ＰＡ６６、ＰＡ４６等の合成樹脂、あるいは、これら合成樹脂と合成ゴムとが混合された高分子材料を例示することができる。

前述した実施形態は、駆動輪を回転自在に支承する回転速度検出装置付き車輪用軸受装置に関するものであるが、本発明はこうした駆動輪側に限らず、従動輪側の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置であっても良い。この場合、図示はしないが、センサキャップが、外方部材の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延びる底部とからなるカップ状に形成される。これにより、外方部材の開口部を完全に閉塞することができ、雨水や泥水、あるいはダスト等が軸受内部に異物が侵入するのを確実に防止することができる。

図６は本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す要部拡大図である。なお、この実施形態は、前述した実施形態の変形例で、センサキャップの構成が異なるのみで、その他同一部位、同一部品、あるいは同一の機能を有する部位には同じ符号を付けてその詳細な説明を省略する。

外方部材４の端部外周に圧入される嵌合部１６ａの外表面には、前述した実施形態と同様、絶縁層２５が形成されている。さらに、嵌合部１６ａの先端部には、この絶縁層２５から延長してシール片２５ａが一体に加硫接着されている。このシール片２５ａは、弾性変形して外方部材４の段部４ｃに密着するよう厚めに形成されている。これにより、外方部材４の端部に圧入される嵌合部１６ａから雨水等が浸入して外方部材４が腐食することはなく、また、回転速度センサ１７の検出部に雨水等が浸入することもない。

図７は本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す要部拡大図である。なお、この実施形態は、前述した実施形態とセンサキャップの構成が異なるのみで、その他同一部位、同一部品、あるいは同一の機能を有する部位には同じ符号を付けてその詳細な説明を省略する。

センサキャップ１６’の嵌合部１６ａの先端部にはシール片２６が一体に加硫接着されている。このシール片２６は、その先端部が弾性変形して外方部材４の段部４ｄに密着するようシールリップ形状に形成されている。これにより、外方部材４の端部に圧入される嵌合部１６ａから雨水等が浸入して外方部材４および嵌合部１６ａが腐食することはない。

ここで、センサキャップ１６’は、冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）をプレス加工にて形成され、その表面に６価クロムフリーの亜鉛メッキからなる絶縁層２７が形成されている。この絶縁層２７は、鋼板製のセンサキャップ１６’の表面を覆い、腐食の原因となる水と酸素を遮断すると共に、亜鉛はイオン化傾向がアルミに最も近いため、鋼に対してアノード側（ナックルＮ）に働いて電気化学的に鋼を防御することができる。また、ナックルＮがアルミ合金製のものであっても、ナックルＮとセンサキャップ１６’との導通を抑制してガルバニック腐食を防止することができる。

図８は本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第４の実施形態を示す縦断面図、図９は、その要部拡大図である。なお、本実施形態は従動輪側の車輪用軸受装置を示し、前述した実施形態と同一部品、同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

この回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は第３世代構造をなし、内方部材３’と外方部材４’と、この両部材３’、４’間に収容された複列の転動体５、５とを備えている。内方部材３’は、ハブ輪２８と、このハブ輪２８に外嵌された別体の内輪６とからなる。

ハブ輪２８は、一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ１０を一体に有し、この車輪取付フランジ１０の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト１０ａが植設されている。ハブ輪２８の外周には内側転走面２８ａと、この内側転走面２８ａから軸方向に延びる小径段部２８ｂが形成されている。この小径段部２８ｂに内輪６が圧入され、さらに、小径段部２８ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部２８ｃにより、ハブ輪２８に対して内輪６が軸方向に固定されている。本実施形態では、このようなセルフリテイン構造を採用することにより、従来のようにナット等で強固に緊締して予圧量を管理する必要がないため、車両への組込性を簡便にすることができると共に、かつ長期間その予圧量を維持することができる。また、ハブ輪２８のインボード側の出っ張りを抑え、内方部材３’を軽量・コンパクト化することができる。

また、外方部材４’のインボード側の端部にはセンサキャップ２９が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩を防止すると共に、外部からの雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。

ハブ輪２８は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成され、アウトボード側の内側転走面２８ａをはじめ、アウトボード側のシール８が摺接するシールランド部、および小径段部２８ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。なお、加締部２８ｃは、鍛造後の素材表面硬さ２５ＨＲＣ以下の未焼入れ部としている。

図９に拡大して示すように、内輪６の外径面には第１のシール板（スリンガ）１１が圧入されている。この第２のシール板１１の立板部１１ｂにおけるインボード側の側面にはエンコーダ１３が加硫接着等で一体に接合されている。そして、立板部１１ｂの先端部が外方部材４’の端部内周面に僅かな径方向すきまを介して対峙し、ラビリンスシール１５を構成している。このラビリンスシール１５によって、軸受内部に封入された潤滑グリースが後述するセンサキャップ２９内に流出するのを防止している。

本実施形態では、センサキャップ２９は、断面が略カップ状に形成された有底のカバー３０と、このカバー３０に装着された保持部３１とからなる（図８参照）。カバー３０は、外方部材４’の外周に圧入される円筒状の嵌合部３０ａと、この嵌合部３０ａから径方向内方に延び、内径側に折り曲げられて重合された鍔部３０ｂと、この鍔部３０ｂから軸方向に延びる底部３０ｃとからなる。

カバー３０は、耐食性を有するステンレス鋼板等をプレス加工にて形成されている。特に、カバー３０は、回転速度センサ１７の感知性能に悪影響を及ぼさないように、非磁性体の鋼鈑、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）で形成されるのが好ましい。また、底部３０ｃの外径側には円筒状の装着部３２が突設され、後述する保持部３０がＯリング等の弾性リング３３を介して着脱自在に装着されている（図８参照）。これにより、エンコーダ１３と回転速度センサ１７とのエアギャップの微調整が容易にできる。

保持部３１は合成樹脂を射出成形により形成され、回転速度センサ１７が包埋されている。また、保持部３１は前記エンコーダ１３に所定のアギャップを介して対向配置されると共に、回転速度センサ１７の検出信号を取り出すコネクタ（図示せず）が接続される。

ここで、外方部材４’の端部外周に圧入されるカバー３０の嵌合部３０ａの外表面にはゴム等の高分子材料からなる絶縁層２４が形成されている。さらに、外方部材４’の外周面には環状溝３４が形成され、この環状溝３４にＯリング等からなる弾性リング３３が弾性装着されている。これにより、外方部材４’の端部外周に圧入される嵌合部３０ａから雨水等が浸入して外方部材４’および嵌合部３０ａが腐食することはなく、また、回転速度センサ１７の検出部に雨水等が浸入することもない。また、前述したように、図示しないナックルがアルミ合金製のものであっても、ナックルとカバー３０との導通を防ぎガルバニック腐食を防止することができる。

図１０および図１１は、この実施形態の変形例で、弾性リング３３の装着部位が異なる。
図１０において、外方部材３５の端部外周には面取り部３６が形成され、この面取り部３６と嵌合部３０ａ間にＯリング等からなる弾性リング３３が弾性装着されている。これにより、外方部材３５の端部外周に圧入される嵌合部３０ａから雨水等が浸入して外方部材３５および嵌合部３０ａが腐食することはなく、また、回転速度センサ１７の検出部に雨水等が浸入することもない。

図１１において、カバー３０’は、外方部材４の外周に圧入される円筒状の嵌合部３７と、この嵌合部３７から径方向内方に延び、内径側に折り曲げられて重合された鍔部３０ｂと、この鍔部３０ｂから軸方向に延びる底部３０ｃとからなり、前述した実施形態と同様、耐食性を有するステンレス鋼板等をプレス加工にて形成されている。

嵌合部３７の先端にはラッパ状に広がった拡径部３７ａが形成され、この拡径部３７ａと外方部材４の端部外周との間にＯリング等からなる弾性リング３３が弾性装着されている。これにより、外方部材４の端部に圧入される嵌合部３７から雨水等が浸入して外方部材４および嵌合部３７が腐食することはなく、また、回転速度センサ１７の検出部に雨水等が浸入することもない。

図１２は本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第５の実施形態を示す縦断面図、図１３は、その要部拡大図である。本実施形態は前述した第１の実施形態（図１）同様、駆動輪側の第３世代の車輪用軸受装置を示し、前述した第１の実施形態と回転速度検出装置の構成が異なるのみで、その他同一部品、同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施形態では、回転速度検出装置を構成するセンサキャップ３８が外方部材４’のインボード側の端部に装着されている。図１３に拡大して示すように、このセンサキャップ３８は円環状に形成され、カバー３９と、このカバー３９に結合された保持部４０とからなる。カバー３９は、外方部材４’の外周に圧入される円筒状の嵌合部３９ａと、この嵌合部３９ａから径方向内方に延びる鍔部３９ｂと、この鍔部３９ｂから軸方向に延びる円筒部３９ｃとからなり、全体が円環状に形成されている。このカバー３９は、耐食性を有するステンレス鋼板等をプレス加工にて形成されている。また、この円筒部３９ｃの周方向複数箇所には穿孔４１が形成され、保持部４０が合成樹脂で一体モールド成形されている。そして、インボード側のシール９’がカバー３９の円筒部３９ｃに内嵌されると共に、鍔部３９ｂを外方部材４’の端面に密着させた状態で、カバー３９が外方部材４’の端部に圧入固定されている。保持部４０には、その内部に後述するエンコーダ４２に所定の軸方向すきまを介して対峙する回転速度センサ１７が包埋されている。

インボードが側のシール９’は、カバー３９の円筒部３９ｃと内輪６にそれぞれ装着され、断面略Ｌ字状に形成された環状の第１および第２のシール板１１、１２からなり、互いに対向して配置されている。第１のシール板１１は、内輪６に外嵌される円筒部１１ａと、この円筒部１１ａから径方向外方に延びる立板部１１ｂとを有している。

一方、第２のシール板１２は、カバー３９の円筒部３９ａに内嵌される円筒部１２ａと、この円筒部１２ａの一端から径方向内方に延びる立板部１２ｂとからなり、サイドリップ１４ａとグリースリップ１４ｂおよび中間リップ１４ｃとを一体に有するシール部材１４が加硫接着されている。

本実施形態では、保持部４０がカバー３９の嵌合部３９ａの外表面にまで形成され、絶縁層４４が構成されると共に、外方部材４’の外周面に環状溝３４が形成され、この環状溝３４にＯリング等からなる弾性リング３３が弾性装着されている。これにより、外方部材４’の端部外周に圧入される嵌合部３９ａから雨水等が浸入して外方部材４’および嵌合部３９ａが腐食することはなく、また、回転速度センサ１７の検出部に雨水等が浸入することもない。また、前述したように、ナックルＮがアルミ合金製のものであっても、ナックルＮとカバー３９との導通を防ぎガルバニック腐食を防止することができる。

ここで、センサキャップ３８の保持部４０を挟んでシール９’の反対側には鋼板製のベース４３が配設されている。このベース４３は、内輪６に外嵌される円筒部４３ａと、この円筒部４３ａから径方向外方に延びる立板部４３ｂからなり、断面略Ｌ字状に形成されている。そして、この立板部４３ｂのインボード側の面には、ゴム等のエラストマにフェライト等の磁性体粉が混入されたエンコーダ４２が一体に加硫接着されている。このエンコーダ４２は、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁され、車輪回転速度の検出用のロータリエンコーダを構成している。

このように、本実施形態では、円環状のセンサキャップ３８に回転速度センサ１７が配設され、この回転速度センサ１７のインボード側にシール９’が内嵌されているので、自動車の完成品メーカの組立ラインへの搬送時を含む、ハブ輪１に外側継手部材（図示せず）を内嵌する以前の状態でも、また、過酷な環境となる実走時においても、エンコーダ４２と回転速度センサ１７の検出部との間に外部から磁性粉末等の異物が侵入するのを確実に防止することができる。したがって、車輪の回転速度検出の信頼性を格段に向上させることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は、駆動輪用、従動輪用に係らず、回転速度検出装置が内蔵されたあらゆる構造の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置に適用することができる。

本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。 同上、側面図である。 同上、要部拡大図である。 （ａ）は、本発明に係る回転速度センサが装着されたセンサキャップを示す断面図である。 （ｂ）は、同上正面図である。 （ｃ）は、同上要部断面図である。 図１の要部拡大図である。 本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す要部拡大図である。 本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す要部拡大図である。 本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。 同上、要部拡大図である。 図９の変形例を示す要部拡大図である。 図９の他の変形例を示す要部拡大図である。 本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第５の実施形態を示す縦断面図である。 同上、要部拡大図である。 従来の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置を示す縦断面図である。 同上、要部拡大図である。

符号の説明

１、２８・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ、６ａ、２８ａ・・・・・・・・内側転走面
１ｂ、２８ｂ・・・・・・・・・・・小径段部
２・・・・・・・・・・・・・・・・回転速度検出装置付き車輪用軸受装置
３、３’・・・・・・・・・・・・・内方部材
４、４’、３５・・・・・・・・・・外方部材
４ａ・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
４ｂ・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
４ｃ、４ｄ・・・・・・・・・・・・段部
５・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
６・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
６ｂ・・・・・・・・・・・・・・・端面
７・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
８・・・・・・・・・・・・・・・・アウトボード側のシール
９、９’・・・・・・・・・・・・・インボード側のシール
１０・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
１０ａ・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
１１・・・・・・・・・・・・・・・第１のシール板
１１ａ、１２ａ、３９ｃ、４３ａ・・円筒部
１１ｂ、１２ｂ、４３ｂ・・・・・・立板部
１２・・・・・・・・・・・・・・・第２のシール板
１３、４２・・・・・・・・・・・・エンコーダ
１４・・・・・・・・・・・・・・・シール部材
１４ａ・・・・・・・・・・・・・・サイドリップ
１４ｂ、１４ｃ・・・・・・・・・・ラジアルリップ
１５、２２、２３・・・・・・・・・ラビリンスシール
１６、１６’、２９、３８・・・・・センサキャップ
１６ａ、３０ａ、３７、３９ａ・・・嵌合部
１６ｂ、３０ｃ・・・・・・・・・・底部
１６ｃ・・・・・・・・・・・・・・舌片
１７・・・・・・・・・・・・・・・回転速度センサ
１７ａ・・・・・・・・・・・・・・固定片
１７ｂ・・・・・・・・・・・・・・検出部
１７ｃ・・・・・・・・・・・・・・固定部
１８ａ・・・・・・・・・・・・・・センサ孔
１８ｂ・・・・・・・・・・・・・・係止孔
１９・・・・・・・・・・・・・・・ベント孔
２０・・・・・・・・・・・・・・・ハーネス
２１・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
２１ａ・・・・・・・・・・・・・・肩部
２４、２５、２７、４４・・・・・・絶縁層
２４ａ、２５ａ、２６・・・・・・・シール片
２８ｃ・・・・・・・・・・・・・・加締部
３０、３０’、３９・・・・・・・・カバー
３０ｂ、３９ｂ・・・・・・・・・・鍔部
３１、４０・・・・・・・・・・・・保持部
３２・・・・・・・・・・・・・・・装着部
３３・・・・・・・・・・・・・・・弾性リング
３４・・・・・・・・・・・・・・・環状溝
３６・・・・・・・・・・・・・・・面取り部
３７ａ・・・・・・・・・・・・・・拡径部
４１・・・・・・・・・・・・・・・穿孔
４３・・・・・・・・・・・・・・・ベース
５１・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
５１ａ・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
５１ｂ・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５２・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
５３・・・・・・・・・・・・・・・転動体
５４・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５４ａ・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
５５・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５５ａ、５６ａ・・・・・・・・・・内側転走面
５５ｂ・・・・・・・・・・・・・・小径段部
５５ｃ・・・・・・・・・・・・・・セレーション
５６・・・・・・・・・・・・・・・内輪
５７・・・・・・・・・・・・・・・保持器
５８、５９・・・・・・・・・・・・シール
６０・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
６１・・・・・・・・・・・・・・・ステム部
６２・・・・・・・・・・・・・・・第１のシール板
６３・・・・・・・・・・・・・・・第２のシール板
６３ａ・・・・・・・・・・・・・・円筒部
６３ｂ・・・・・・・・・・・・・・立板部
６４・・・・・・・・・・・・・・・磁気エンコーダ
６５・・・・・・・・・・・・・・・芯金
６６・・・・・・・・・・・・・・・シール部材
６６ａ・・・・・・・・・・・・・・サイドリップ
６６ｂ、６６ｃ・・・・・・・・・・ラジアルリップ
６７・・・・・・・・・・・・・・・嵌合筒
６７ａ・・・・・・・・・・・・・・嵌合筒部
６７ｂ・・・・・・・・・・・・・・内向鍔部
６８・・・・・・・・・・・・・・・保持部
６９・・・・・・・・・・・・・・・センサキャップ
７０・・・・・・・・・・・・・・・回転速度センサ
７１・・・・・・・・・・・・・・・微小隙間
Ｎ・・・・・・・・・・・・・・・・ナックル

Claims (8)

1. 外周に懸架装置に取り付けるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
   一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された内方部材と、
   前記外方部材および内方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、
   前記外方部材と内方部材との環状空間の両端を密封する一対のシールと、
   前記内輪に外嵌されたエンコーダと、このエンコーダに対向するように前記外方部材の端部に装着された円環状のセンサキャップと、このセンサキャップに一体に固定され、前記エンコーダに所定のすきまを介して対峙する回転速度センサと、を備えた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、
   前記センサキャップが、前記外方部材の端部に圧入される円筒状の嵌合部を有し、この嵌合部と前記端部との間にシール部材が設けられていることを特徴とする回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
2. 前記シール部材が高分子材料からなり、前記センサキャップの嵌合部の先端部にシール片形状にして一体に加硫接着されている請求項１に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
3. 前記センサキャップの嵌合部が前記外方部材の端部外周に圧入され、かつ前記嵌合部の外表面に絶縁層が形成されている請求項１または２に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
4. 前記絶縁層が高分子材料からなり、前記シール部材と一体に加硫接着されている請求項３に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
5. 前記絶縁層が亜鉛メッキ層からなる請求項３に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
6. 前記シール片が、前記外方部材の段部に密着するシールリップ形状に形成されている請求項２乃至５いずれかに記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
7. 前記センサキャップが、その底部から軸方向に突設された舌片を有し、この舌片と等速自在継手を構成する外側継手部材との間に微小な径方向すきまが形成されてラビリンスシールが構成されている請求項１乃至６いずれかに記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
8. 前記センサキャップが、前記外方部材の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延びる底部とからなるカップ状に形成され、前記外方部材の開口部を閉塞するようにした請求項１乃至６いずれかに記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。

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