JP2006064145A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 設置スペースに制約を受けることなく、かつ軸方向移動を抑制して回転センサを構成するエンコーダを内方部材へ圧入嵌合できる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１ａを有する外方部材１と、これら軌道面１ａに対向する軌道面２ａを有する内方部材２と、対向する軌道面１ａ，２ａ間に介在した複列の転動体３とを備える。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１４を取付ける。このエンコーダ１４は、芯金１６に磁石１７を取付けたものである。前記芯金１６は、その一部に設けられた円筒状の内方部材嵌合部１６ａで内方部材２の外周に圧入されたものとする。内方部材嵌合部１６ａの板厚は、この芯金１６の他の部分の板厚よりも厚くする。
【選択図】 図２

Description

この発明は、自動車等における車輪用軸受装置に関し、特に車輪の回転を検出する機能を有する車輪用軸受装置に関する。

自動車の車輪用軸受装置では、アンチロックブレーキ装置の制御や、その他種々の目的で、車輪回転速度を検出する回転センサが設けられる。この回転センサは、回転側の軌道輪となる内輪に取付けられるリング状の磁気エンコーダと、静止側の軌道輪となる外輪に取付けられて上記磁気エンコーダを非接触で検出する磁気センサとで構成される。
磁気エンコーダ５４は、例えば図９に提案例を示すように、リング状の芯金５６の外周面に磁石５７を固定して構成され、その芯金５６の一端の円筒部５６ａを内輪４２の一端部外周に圧入嵌合することで内輪４２に固定される。この磁気エンコーダ５４とで回転センサ４９を構成する磁気センサ５５は、例えば外輪４１を固定したナックル等のハウジング５３に取付けられる。磁気エンコーダ５４は、外輪４１と内輪４２の間を密封するシール部材５１の芯金５２で覆われており、芯金５２が磁気センサ５５と磁気エンコーダ５４の間に介在する。芯金５２は、磁気センサ５５による磁気エンコーダ５４の磁気検出に影響の生じない材質のものとされる。
特開２００３−２６２２３１号公報

しかし、上記した従来の車輪用軸受装置では、磁気エンコーダ芯金５６の板厚が全体に均一であり、その一端の円筒部５６ａを内輪４２の外周に締代のみで圧入嵌合することにより、磁気エンコーダ５４が内輪４２に固定されている。そのため、磁気エンコーダ芯金５６が荷重による弾性変形の影響を受けると、磁気エンコーダ５４が軸方向に移動するという問題がある。また、上記締代を大きくすることで磁気エンコーダ５４の移動を抑制しようとすると、磁気エンコーダ芯金５６の材料が塑性変形域に達し、移動抑制の効果が得られない場合もある。このほか、磁気エンコーダ芯金５６の板厚を厚くして耐引抜き力を増大させる方法もあるが、この場合には板厚を厚くする分だけ設置スペースに制約を受けることになり、構造自体が成立しなくなることもある。

この発明の目的は、設置スペースに制約を受けることなく、かつ軸方向移動を抑制して回転センサを構成するエンコーダを内方部材へ圧入嵌合できる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取付け、このエンコーダは、芯金に磁石を取付けたものであって、前記芯金は、その一部に設けられた円筒状の内方部材嵌合部で前記内方部材の外周に圧入されたものとし、前記内方部材嵌合部の板厚をこの芯金の他の部分の板厚よりも厚くしたことを特徴とする。

この構成によると、エンコーダの芯金における内方部材嵌合部の板厚を、他の部分の板厚よりも厚くしているので、内方部材の外周に前記内方部材嵌合部を圧入嵌合させた状態で、内方部材に対するエンコーダの耐引き抜き力を増大させることができる。そのため、エンコーダの軸方向移動を抑制できる。また、エンコーダ芯金の他の部分の板厚は厚くならないので、スペース制約を受けることなくエンコーダを内方部材に取付けることができる。

この発明において、前記芯金の前記内方部材嵌合部の板厚をこの芯金の他の部分の板厚よりも厚くする構成に代えて、前記内方部材嵌合部の外周に補強リングを圧入しても良い。補強リングを圧入した場合、内方部材嵌合部に別途加工を施すことなく、その板厚増大を簡単に行うことができる。

この発明において、前記芯金は、前記内方部材嵌合部と、この内方部材嵌合部から径方向の外方に延びる立板部分と、この立板部分の外径端から軸受外側へ延びて外周に前記磁石を取付ける円筒状の磁石取付部とでなる断面Ｚ字とし、前記立板部分の板厚を削減することにより、前記内方部材嵌合部の板厚を前記立板部分の板厚よりも厚くしても良い。
この構成場合にも、設置スペースに制約を受けることなく、かつ軸方向移動を抑制して回転センサを構成するエンコーダを内方部材へ圧入嵌合できる。

この発明において、前記芯金は、前記内方部材嵌合部とその軸受外側端から外周に延びる立板部分とでなる断面Ｌ字状とされ、前記外方部材のインボード側の端部の内周に、前記芯金の立板部分および内方部材嵌合部にシールリップの先端が接するシール部材を取付け、このシール部材と前記エンコーダとで組立型シールを構成するものとしても良い。
この構成の場合、エンコーダを組立型シールのスリンガに兼用できるので、シール性を確保しながら、構成部品を省略できる。

この発明において、前記芯金の前記立板部分の板厚を削減することにより、前記内方部材嵌合部の板厚を前記立板部分の板厚よりも厚くしても良い。立板部分の板厚の削減形態としては、例えば芯金とする素材に、上記立板部分となる部分の板厚が薄いものを用いても、また芯金のプレス成形過程等で立板部分の板厚を薄くしても、芯金のプレス等により成形後に削り取るようにしても良い。

この発明において、前記芯金は、前記内方部材嵌合部とその軸受外側端から外周に延びる立板部分とでなる断面Ｌ字状とされ、前記外方部材のインボード側の端部の内周に、前記芯金の立板部分および前記補強リングにシールリップの先端が接するシール部材を取付け、このシール部材と前記エンコーダとで組立型シールを構成するものとしても良い。
この構成の場合も、エンコーダを組立型シールのスリンガに兼用できるので、シール性を確保しながらち、構成部品を省略できる。

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取付け、このエンコーダは、芯金に磁石を取付けたものであって、前記芯金は、その一部に設けられた円筒状の内方部材嵌合部で前記内方部材の外周に圧入されたものとし、前記内方部材嵌合部の板厚をこの芯金の他の部分の板厚よりも厚くしたため、設置スペースに制約を受けることなく、かつ軸方向移動を抑制して回転センサを構成する磁気エンコーダを内方部材へ圧入嵌合することができる。

この発明の第１の実施形態を図１ないし図５と共に説明する。この実施形態の車輪用軸受装置は回転センサ付きのものであって、第２．５世代型に分類されるものである。この車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面１ａを有する外方部材１と、これら軌道面１ａにそれぞれ対向する軌道面２ａを有する内方部材２と、これら複列の軌道面１ａ，２ａ間に介在した複列の転動体３とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する。転動体３は円すいころからなり、各列毎に保持器７で保持されている。軌道面１ａ，２ａは、接触角が背面合わせとなるように形成されている。
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等のハウジング４１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４２により、ハウジング４１に取付けられている。
内方部材２は回転側の部材となるものであって、外周のアウトボード側端に車輪取付フランジ４ａを有するハブ輪４と、このハブ輪４の外周に軸方向に並べて嵌合された２個の内輪５，６とを有する。これら内輪５，６の外周には、上記各列の軌道面２ａが形成されている。なお、この明細書において、この車輪用軸受装置を車両に取付けた状態で、車幅方向の外側となる側をアウトボード側と呼び、中央側をインボード側と呼ぶ。図１では右側がインボード側となる。

ハブ輪４の車輪取付フランジ４ａには、車輪がボルト４３で取付けられる。ハブ輪４のインボード側端には、軸部４ｂが突出しており、軸部４ｂに形成された雄ねじ部４ｃにナット４４をねじ込むことにより、内輪５，６が、ハブ輪４の車輪取付フランジ４ａの基端付近の段面とナット４４の間で軸方向に締め付け固定される。
内外の部材２，１間に形成される環状空間の両端は一対のシール手段１０，１１で密封されている。

ハブ輪４の外周の２個の内輪５，６のうち、インボード側の内輪６のインボード側端の外周に、回転センサ９の回転被検出部となる環状の磁気エンコーダ１４が取付けられる。この磁気エンコーダ１４に対向する磁気センサ１５が、ハウジング４１に取付けられる。これら磁気エンコーダ１４と磁気センサ１５とで回転センサ９が構成される。磁気エンコーダ１４はラジアル型のものであって、リング状の芯金１６の外周に、図４（Ａ），（Ｂ）に断面図および正面図で示すように、円周方向に磁極Ｎ，Ｓを所定のピッチで交互に着磁させた多極磁石１７を設けてなる。磁気センサ１５はホール素子または磁気抵抗素子などからなり、内方部材２の回転に伴う磁気エンコーダ１４の磁気変化を検出してセンサ信号として出力する。

磁気エンコーダ１４の芯金１６は、図３に拡大して示すように、円筒状の内方部材嵌合部１６ａと、この内方部材嵌合部１６ａから径方向の外方に延びる立板部分１６ｂと、この立板部分１６ｂの外径端から軸受外側へ延びて外周に前記多極磁石１７を取付ける円筒状の磁石取付部１６ｃとでなる断面Ｚ字状とされる。このＺ字状の芯金１６の前記内方部材嵌合部１６ａを内方部材２（内輪６）の外周に圧入嵌合させることで、磁気エンコーダ１４が内方部材２に固定される。前記内方部材嵌合部１６ａの外周には補強リング１８が圧入嵌合されており、これにより内方部材嵌合部１６ａの板厚を芯金１６の他の部分よりも厚くしている。

図１のＡ部を拡大して示す図２のように、前記インボード側のシール手段１１は、芯金１２と、この芯金１２の一端に加硫接着等で一体化された弾性体１３とでなる。弾性体１３は、内輪６の外周に接するシールリップ１３ａ，１３ｂを有する。シール手段１１は、芯金１２の他端の圧入用円筒部１２ａ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１４の設けられた軸受端部が、磁気エンコーダ１４を覆うようにシール手段１１で密封される。芯金１２は、上記圧入用円筒部１２ａに、これよりも小径のカバー用円筒部１２ｃが第１の立板部１２ｂを介して続き、カバー用円筒部１２ｃの先端から内径側へ第２の立板部１２ｄが延びた形状のものである。第２の立板部１２ｄの先端に上記弾性体１３が取付けられている。
このシール手段１１の芯金１２における前記カバー用円筒部１２ｃを介して多極磁石１７と径方向に対向する位置に、前記磁気センサ１５が配置される。芯金１２は、磁気センサ１５による磁気エンコーダ１４の磁気検出に影響のない材質のもの、例えば非磁性金属板等が用いられる。
磁気センサ１５は、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１５は、前記ハウジング４１に設けられたセンサ取付孔４６にセンサホルダ４５を嵌合状態に挿入することにより、ハウジング４１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によりハウジング４１に固定され、その内径側端はシール手段１１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。

この構成の車輪用軸受装置によると、回転センサ９の構成部品である磁気エンコーダ１４の芯金１６における内方部材嵌合部１６ａの板厚を、他の部分の板厚よりも厚くしている。そのため、内方部材２（内輪６）の外周に前記内方部材嵌合部１６ａを圧入嵌合させた状態で、内方部材２に対する磁気エンコーダ１４の耐引き抜き力を増大させることができ、磁気エンコーダ１４の軸方向移動を抑制できる。また、前記芯金１６の内方部材嵌合部１６ａの板厚を、その外周に補強リング１８を圧入することで厚くしているので、内方部材嵌合部１６ａに別途加工を施すことなく、その板厚増大を簡単に行うことができる。さらに、前記芯金１６の他の部分の板厚は厚くならないので、スペースの制約を受けることなく、磁気エンコーダ１４を内方部材２に取付けることができる。

なお、前記芯金１６における内方部材嵌合部１６ａの板厚を他の部分の板厚よりも厚くする構成として、前記補強リング１８の圧入に代えて、図５（Ａ）のように内方部材嵌合部１６ａを折り曲げ加工して２重構造とすることで板厚を厚くするようにしても良い。さらには、図５（Ｂ）のように芯金１６の板材のうち、前記内方部材嵌合部１６ａ以外の部分を、プレス加工や削り加工することで、内方部材嵌合部１６ａの板厚を他の部分よりも厚くするようにしても良い。図５（Ｂ）の例では、芯金１６をプレス加工で成形する前の素材板材の板厚を、内方部材嵌合部１６ａとなる部分とその他の部分で変えておくことにより、板厚差を設けても良い。

図６ないし図８は第２の実施形態を示す。この実施形態の車輪用軸受装置は回転センサ付きのものであって、第１世代に分類されるものである。この車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面２１ａを有する外方部材２１と、これら軌道面２１ａにそれぞれ対向する軌道面２２ａを有する内方部材２２と、これら複列の軌道面２１ａ，２２ａ間に介在する複列の転動体２３とを備える。内方部材２２は２個の内輪２２Ａを軸方向に並べた分割型のものである。転動体２３はボールからなり、各列毎に保持器２４で保持されている。この車輪用軸受装置は、複列のアンギュラ玉軸受とされ、各軌道面２１ａ，２２ａは、断面円弧状とされて接触角が背面合わせとなるように形成されている。内外の部材２２，２１間に形成される環状空間の両端は一対のシール手段３０，３１で密封されている。

図６において、その右側および左側がそれぞれ車輪用軸受装置のインボード側およびアウトボード側である。図６のＢ部を拡大して示す図７のように、インボード側のシール手段３１は、固定側のシール部材３３と、回転側の磁気エンコーダ３４とで構成される組立型シールであり、磁気エンコーダ３４がスリンガとなり回転側である内方部材２２に取付けられる。

シール手段３１の詳細を説明すると、回転側の磁気エンコーダ３４はリング状の芯金３５とその立板部分３５ｂに設けた多極磁石３７とでなり、固定側のシール部材３３は芯金３６と弾性体３８とでなる。磁気エンコーダ３４の芯金３５は、円筒状の内方部材嵌合部３５ａと立板部分３５ｂとでなる断面Ｌ字状とされ、その内方部材嵌合部３５ａを内方部材２２の外周に圧入嵌合させることにより、磁気エンコーダ３４が内方部材２２に取付けられる。シール部材３３の芯金３６は、円筒状の外方部材嵌合部３６ａと立板部分３６ｂとでなる断面Ｌ字状とされ、その外方部材嵌合部３６ａを外方部材２１の内周に圧入嵌合させることにより、シール部材３３が外方部材２１に取付けられる。前記両芯金３５，３６は、それらの立板部分３５ｂ，３６ｂが軸方向に互いに対向するように配置される。

磁気エンコーダ３４はアキシアル型のものであり、芯金３５の立板部分３５ｂの軸受外側（軸受幅面側）に向く表面に多極磁石３７を設けて構成される。多極磁石３７は、円周方向に所定のピッチで交互に並ぶ磁極Ｎ，Ｓを着磁したディスク状のゴム磁石である。この多極磁石３７に軸方向から対面して磁気センサ３２を配置することにより、回転センサ２９が構成される。磁気エンコーダ芯金３５の内方部材嵌合部３５ａの外周には補強リング３９が圧入嵌合されており、これにより内方部材嵌合部３５ａの板厚を芯金３５の他の部分よりも厚くしている。

シール部材３３は、その芯金３６に弾性体３８を加硫接着等により一体化して構成される。前記弾性体３８は、前記磁気エンコーダ芯金３５の立板部分３５ｂおよび内方部材嵌合部３５ａの外周の補強リング３９に摺接するシールリップ３８ａ〜３８ｃを一体に有する。

なお、アウトボード側（図６の左側）のシール手段３０は、インボード側のシール手段３１において、磁気エンコーダ３４の多極磁石３７を省略してなる組立型シールであり、その他の構造はインボード側のシール手段３１と同じである。

この構成の車輪用軸受装置においても、回転センサ２９の構成部品である磁気エンコーダ３４の芯金３５における内方部材嵌合部３５ａの板厚を、他の部分の板厚よりも厚くしている。そのため、内方部材２２の外周に芯金３５の内方部材嵌合部３５ａを圧入嵌合させた状態で、内方部材２２に対する磁気エンコーダ３４の耐引き抜き力を増大させることができ、磁気エンコーダ３４の軸方向移動を抑制できる。また、前記芯金３５の内方部材嵌合部３５ａの板厚を、その外周に補強リング３９を圧入することで厚くしているので、内方部材嵌合部３５ａに別途加工を施すことなく、その板厚増大を簡単に行うことができる。芯金３５の他の部分の板厚は厚くならないので、スペース制約を受けることなく磁気エンコーダ３４を内方部材２２に取付けることができる。また、この実施形態では、磁気エンコーダ３４を組立型シールであるシール手段３１のスリンガに兼用できるので、構成部品を省略できる。

なお、前記芯金３５における内方部材嵌合部３５ａの板厚を他の部分の板厚よりも厚くする構成として、前記補強リング３９の圧入に代えて、図８（Ａ）のように内方部材嵌合部３５ａを折り曲げ加工して２重構造とすることで板厚を厚くするようにしても良い。さらには、図８（Ｂ）のように芯金３５の板材自体の板厚を、素材のプレス加工や、芯金成形時の加工、成形後の削り加工等で部分的に変えて、内方部材嵌合部３５ａの板厚を他の部分よりも厚くするようにしても良い。

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。 図１におけるＡ部の拡大断面図である。 同車輪用軸受装置における磁気エンコーダの拡大断面図である。 （Ａ）は同磁気エンコーダにおける磁石の断面図、（Ｂ）は同磁石の正面図である。 （Ａ）は同磁気エンコーダの他の例を示す断面図、（Ｂ）は同磁気エンコーダのさらに他の例を示す断面図である。 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。 図６におけるＢ部の拡大断面図である。 （Ａ）は同車輪用軸受装置における磁気エンコーダの他の例を示す断面図、（Ｂ）は同磁気エンコーダのさらに他の例を示す断面図である。 従来例の断面図である。

符号の説明

１…外方部材
２…内方部材
１ａ，２ａ…軌道面
３…転動体
１４…磁気エンコーダ
１６…芯金
１６ａ…内方部材嵌合部
１６ｂ…立板部分
１６ｃ…磁石取付部
１７…多極磁石
１８…補助リング
２１…外方部材
２２…内方部材
２１ａ，２２ａ…軌道面
２３…転動体
３３…シール部材
３４…磁気エンコーダ
３５…芯金
３５ａ…内方部材嵌合部
３５ｂ…立板部分
３７…多極磁石
３８ａ〜３８ｃ…シールリップ
３９…補助リング

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取付け、このエンコーダは、芯金に磁石を取付けたものであって、前記芯金は、その一部に設けられた円筒状の内方部材嵌合部で前記内方部材の外周に圧入されたものとし、前記内方部材嵌合部の板厚をこの芯金の他の部分の板厚よりも厚くし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、前記芯金の前記内方部材嵌合部の板厚をこの芯金の他の部分の板厚よりも厚くする構成に代えて、前記内方部材嵌合部の外周に補強リングを圧入した車輪用軸受装置。
3. 請求項１において、前記芯金は、前記内方部材嵌合部と、この内方部材嵌合部から径方向の外方に延びる立板部分と、この立板部分の外径端から軸受外側へ延びて外周に前記磁石を取付ける円筒状の磁石取付部とでなる断面Ｚ字とし、前記立板部分の板厚を削減することにより、前記内方部材嵌合部の板厚を前記立板部分の板厚よりも厚くした車輪用軸受装置。
4. 請求項１において、前記芯金は、前記内方部材嵌合部とその軸受外側端から外周に延びる立板部分とでなる断面Ｌ字状とされ、前記外方部材のインボード側の端部の内周に、前記芯金の立板部分および内方部材嵌合部にシールリップの先端が接するシール部材を取付け、このシール部材と前記エンコーダとで組立型シールを構成するものとした車輪用軸受装置。
5. 請求項４において、前記芯金の前記立板部分の板厚を削減することにより、前記内方部材嵌合部の板厚を前記立板部分の板厚よりも厚くした車輪用軸受装置。
6. 請求項２において、前記芯金は、前記内方部材嵌合部とその軸受外側端から外周に延びる立板部分とでなる断面Ｌ字状とされ、前記外方部材のインボード側の端部の内周に、前記芯金の立板部分および前記補強リングにシールリップの先端が接するシール部材を取付け、このシール部材と前記エンコーダとで組立型シールを構成するものとした車輪用軸受装置。
   

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