JP2006138692A - 回転速度検出装置付車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 軸受装置全体の軸方向長さを増加させることがなく、またハーネスと等速ジョイントの干渉を避けるように配置でき、車体側のナックルに容易に取付けることのできる回転速度検出装置付車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】 外方部材１と内方部材２の対向する転走面３，４間に複列の転動体５を介在させる。内方部材２は車輪が取付けられ、回転側の部材となる。この内方部材２のインボード側端の外周に取付けられたエンコーダ１２と、外方部材１にセンサホルダ１６を介して取付けられて前記エンコーダ１２を検出するセンサ１３とで回転速度検出装置１１を構成する。センサ１３およびセンサホルダ１６は、外方部材１のナックル嵌合面１ｂの外径よりも内径側に配置し、センサ１３と結合されたハーネスは円周方向から取り出す。
【選択図】 図３

Description

この発明は、自動車における車輪回転速度の検出、例えばアンチロックブレーキシステムの制御のための回転速度検出等に用いられる回転速度検出装置を備えた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ＡＢＳセンサとして、車輪用の軸受装置に回転速度検出装置を設けたものが知られている（例えば特許文献１，２）。

特許文献１に開示の車輪用軸受装置では、軸受内輪におけるインボード側端部の外径面に設けた被検出部と、この被検出部を検出するセンサとで回転速度検出装置を構成し、軸受外輪のインボード側端部に設けられインボード側に向けて縮径する傾斜平坦部に、前記センサをその先端部が前記被検出部に対向するように設置している。

また、特許文献２に開示の車輪用軸受装置では、軸受内輪のインボード側端部の外径面に磁気エンコーダ兼用の第１のシールリングを圧入嵌合すると共に、軸受外輪のインボード側端部の内径面に第２のシールリングを圧入嵌合している。前記第１のシールリングで兼用される磁気エンコーダと、第２のシールリングに埋設されて前記磁気エンコーダを検出するセンサとで回転速度検出装置を構成し、センサの検出信号を取り出すハーネスを第２のシールリングから軸方向に延ばして軸受外に導出している。
特開平８−６２２３６号公報 特開平９−１９６９４６号公報

しかし、特許文献１に開示の車輪用軸受装置では、回転速度検出装置のセンサが軸受外輪の外径側に突出するため、センサの取付けは、軸受装置を車体に取付けた後で行わなければならず、センサの取付工数、および被検出部とセンサの間のエアギャップ調整等の工数が増大する。この問題を解消するために、センサを軸受外輪外径面よりも内径側に配置しようとすると、センサを軸方向に向けて取付ける必要があり、軸受装置全体の軸方向寸法が増加する。

また、特許文献２に開示の車輪用軸受装置では、センサの検出信号を取り出すハーネスが軸方向に延ばして軸受外に導出されているため、ハーネスが等速ジョイントと干渉して破損する恐れがある。

この発明の目的は、軸受装置全体の軸方向長さを増加させることがなく、またハーネスと等速ジョイントの干渉を避けるようにセンサ等を配置でき、車体側のナックルに容易に取付けることのできる回転速度検出装置付車輪用軸受装置を提供することである。

この発明の回転速度検出装置付車輪用軸受装置は、内周に複列の転走面を有する外方部材と、前記各転走面に対向する転走面を外周に有し車輪が取付けられる内方部材と、これら対向する転走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、前記内方部材のインボード側端の外周に取付けられたエンコーダ、および外方部材にセンサホルダを介して取付けられて前記エンコーダを検出するセンサとでなる回転速度検出装置を設け、前記センサおよびセンサホルダを外方部材のナックル嵌合面の外径よりも内径側に配置し、前記センサと結合されたハーネスを円周方向から取り出したことを特徴とする。

この構成によると、センサおよびセンサホルダを外方部材のナックル嵌合面の外径よりも内径側に配置したため、外方部材のナックル嵌合面に車体のナックルを嵌合させて軸受装置を車体に取付けるのに、センサおよびセンサホルダが妨げにならない。そのため、ナックルへの車輪用軸受装置の取付け作業が簡単に行える。また、前記センサと結合されたハーネスを円周方向から取り出したため、ハーネスが軸方向に延びるのを回避できることから、ハーネスと等速ジョイントの干渉を避けることもできる。ハーネスを円周方向から取り出すため、軸受装置全体の軸方向長さを増加させることもない。

この発明において、前記内方部材は、車輪取付用のフランジを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内輪とでなり、前記ハブ輪および内輪に前記各列の転走面が設けられたものであっても良い。

この発明において、前記内方部材が前記外方部材よりもインボード側に突出し、この内方部材の外方部材よりも突出した部分の外周における前記外方部材の前記ナックル嵌合面の外径よりも内径側の空間に、前記センサおよびセンサホルダを配置しても良い。
この構成の場合、内方部材の外方部材からインボード側に突出した部分の外周空間を効果的に利用し、センサおよびセンサホルダをコンパクトに配置することができる。

特に、車輪用軸受装置が背面合わせの複列アンギュラ玉軸受型である場合、外方部材におけるインボード側列の軌道面よりもインボード側の部分は、軸受強度的には不要な部分となる。そのため、この不要部分を省いた形状として内方部材が外方部材よりもインボード側に突出する構成とすることで、その省き部分となる空間をセンサおよびセンサホルダの配置に利用することになるため、コンパクト化の効果が大きい。

前記のように内方部材を外方部材よりもインボード側に突出させた場合に、前記センサホルダは、外方部材の外径面に嵌合したリング状の芯金に取付けられたものとしても良い。この場合に、前記芯金は、前記外方部材の外径面に嵌合する嵌合用円筒部と、この嵌合用円筒部から内径側に立ち下がって前記外方部材の端面に係合する端面係合部と、この端面係合部からインボード側へ突出し先端側が縮径する円すい状部とを有するものとしても良い。
このように、センサホルダを取付ける芯金が部分的に円すい形状を有していることにより、径方向に空間を作ることができ、センサホルダが外方部材の外径より突出することをなくせる。

この構成の場合に、前記センサよりもインボード側に位置して、前記内方部材と芯金との間を密封する密封手段を設けても良い。このように密封手段を設けた場合、エンコーダおよびセンサが軸受外に対して密封される。そのため、エンコーダやセンサが外部の塵埃や泥水等で汚れることが防止される。

この発明の回転検出装置付車輪用軸受装置は、外方部材と内方部材の転走面間に複列の転動体を介在させた車輪用軸受装置において、前記内方部材のインボード側端の外周に取付けられたエンコーダ、および外方部材にセンサホルダを介して取付けられて前記エンコーダを検出するセンサとでなる回転速度検出装置を設け、前記センサおよびセンサホルダを外方部材のナックル嵌合面の外径よりも内径側に配置し、前記センサと結合されたハーネスを円周方向から取り出したため、軸受装置全体の軸方向長さを増加させることなく、またハーネスと等速ジョイントの干渉を避けるように配置でき、かつ車体側のナックルに容易に取付けることができるという効果が得られる。

この発明の一実施形態を図１ないし図４と共に説明する。この実施形態は、第３世代型の内輪回転タイプで、かつ駆動輪支持用の車輪用軸受装置に適用したものである。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向外側寄りとなる側をアウトボード側と言い、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
この車輪用軸受装置は、内周に複列の転走面３を形成した外方部材１と、これら各転走面３に対向する転走面４を外周に形成した内方部材２と、これら外方部材１および内方部材２の転走面３，４間に介在した複列の転動体５とで構成される。この車輪用軸受装置は、複列のアンギュラ玉軸受型とされていて、転動体５はボールからなり、各列毎に保持器６で保持されている。上記各転走面３，４は断面円弧状であり、各転走面３，４はボール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と内方部材２との間の軸受空間の両端は、密封手段７，８によりそれぞれ密封されている。

外方部材１は固定側の部材となるものであって、車体取付フランジ１ａを外周に有し、全体が一体の部品とされている。前記車体取付フランジ１ａは、車体（図示せず）に設置されたナックルにボルト（図示せず）で締結される。
内方部材２は回転側の部材となるものであって、外周に車輪取付用のフランジ９ａを有するハブ輪９と、このハブ輪９のインボード側端の外周に嵌合した内輪１０とでなる。前記複列の転走面４におけるアウトボード側列の転走面４がハブ輪９に、インボード側列の転走面４が内輪１０にそれぞれ形成されている。
外方部材１は、インボード側端が転走面３の近傍に位置する幅寸法のものとし、これにより内方部材２が外方部材１よりもインボード側に突出している。

図１のＡ部を拡大して図３に示す。同図のように、内方部材２の構成部品である内輪１０のインボード側端の近傍の外周には、環状のエンコーダ１２が取付けられ、外方部材１には前記エンコーダ１２に対し、軸方向に対向してエンコーダ１２を検出するセンサ１３が、センサホルダ１６および芯金１７を介して取付けられる。これらエンコーダ１２とセンサ１３とで回転速度検出装置１１が構成される。

エンコーダ１２はアキシアル型のものであって、前記内輪１０の外周に圧入状態に嵌合する支持環１４と、この支持環１４で支持される被検出部である多極磁石１５とでなる。支持環１４は、前記内輪１０の外周に圧入嵌合する円筒部１４ａと、この円筒部１４ａの軸受内に向く一端から外径側に向けて屈曲形成された側壁部１４ｂとでなる断面Ｌ字状とされ、側壁部１４ｂにおける軸受外側に向く一側面に前記多極磁石１５が設けられている。多極磁石１５は、円周方向に磁極Ｎ，Ｓを交互に並べて着磁させた部材であり、ゴム磁石，プラスチック磁石，焼結磁石，またはフェライト等の磁石材などからなる。

外方部材１の外周のうち、ナックル嵌合面１ｂからインボード側端までの部分は、ナックル嵌合面１ｂよりも小径の段部１ｃとされている。この段部１ｃの外径面に前記芯金１７が嵌合して取付けられる。なお段部１ｃは、必ずしも設けなくても良く、芯金１７はナックル嵌合面１ｂの外周に嵌合させて取付けても良い。芯金１７はリング状の部材であって、外方部材１の前記段部１ｃの外径面に嵌合する嵌合用円筒部１７ａと、この嵌合用円筒部１７ａから内径側に立ち下がって外方部材１の端面に係合する端面係合部１７ｂと、この端面係合部１７ｂからインボード側へ突出して先端側が縮径する円すい状部１７ｃと、この円すい状部１７ｃの先端からインボード側へ突出する小径円筒部１７ｄとでなる。

この芯金１７における円周方向の一部に前記センサホルダ１６が取付けられ、このセンサホルダ１６内に前記センサ１３が埋設されている。これにより、内方部材２の外方部材１よりも突出した部分の外周における外方部材１のナックル嵌合面１ｂの外径よりも内径側の空間に、前記センサ１３およびセンサホルダ１６が配置される。具体的には、センサホルダ１６は、芯金１７の端面係合部１７ｂから小径円筒部１７ｄに跨がる部分に取付けられることで、外方部材１のナックル嵌合面１ｂの外径よりも内径側に配置され、センサ１３は芯金１７の円すい状部１７ｃよりも内径側に配置されている。センサ１３はホール素子などからなり、内方部材２の回転に伴うエンコーダ１２の磁気変化を検出してセンサ信号として出力する。

図２は、この車輪用軸受装置をインボード側から見た正面図であり、センサ１３と結合されセンサ１３の検出信号を外部に送信するハーネス１８が、センサホルダ１６から円周方向に延ばして取り出されている。図４は、図２におけるIV−IV矢視断面の拡大図、つまりセンサホルダ１６の取付部から円周方向にずらした位置での断面図を示す。同図のように、ハーネス１８をセンサホルダ１６から円周方向に延ばして取り出すことで、ハーネス１８の取出し部は外方部材１のナックル嵌合面１ｂの外径より内径側、具体的には外方部材１の段部１ｃの外径よりも内径側に配置される。

また、先述した密封手段７，８のうち、インボード側端に配置される密封手段８は、前記センサ１３よりもインボード側に位置して、内方部材２と前記芯金１７との間を密封する。密封手段８は、回転側である内輪１０に取付けられるスリンガ１９と、固定側である芯金１７に取付けられるシール部材２０とで構成される。スリンガ１９は円筒部１９ａと立板部１９ｂとでなる断面Ｌ字状に形成された環体であり、円筒部１９ａを内輪１０の外周の前記エンコーダ１２よりもインボード側端寄りの位置に圧入嵌合させることで、内輪１０に取付けられる。

シール部材２０は、円筒部２１ａと立板部２１ｂとでなる断面Ｌ字状の環体であるシール板２１と、このシール板２１に加硫接着された弾性体２２とでなる。シール板２１の円筒部２１ａを前記芯金１７における小径円筒部１７ｄの内周に圧入嵌合させることで、その立板部２１ｂとスリンガ１９の立板部１９ｂとが互いに軸方向に対向するように芯金１７に取付けられる。前記弾性体２２は、スリンガ１９の立板部１９ｂに摺接するサイドリップ２２ａと、スリンガ１９の円筒部１９ａに摺接するラジアルリップ２２ｂ，２２ｃとを一体に有する。

この車輪用軸受装置の車両への組付けにおいて、車輪取付用のフランジ９ａのボルト挿通孔２４を貫通する貫通するハブボルト２５、およびこのハブボルト２５に螺合するハブナット（図示せず）により、ディスクブレーキ装置のブレーキロータと車輪（いずれも図示せず）とが重ねて取付けられる。
ハブ輪９は中央孔２６を有し、この中央孔２６に、等速ジョイント２７の片方の継手部材となる外輪２８のステム部２８ａが挿通されてスプライン嵌合され、ステム部２８ａの先端に螺合するナット２９の締め付けにより、等速ジョイント外輪２８が内方部材２に結合される。このとき等速ジョイント外輪２８に設けられたアウトボード側に向く段面２８ｂが、内輪１０のインボード側に向く端面１０ａに押し付けられ、等速ジョイント外輪２８とナット２９とで内方部材２が幅締めされる。

上記したように、この回転速度検出装置付車輪用軸受装置では、内方部材２のインボード側端の外周に取付けられたエンコーダ１２と、外方部材１にセンサホルダ１６を介して取付けられて前記エンコーダ１２を検出するセンサ１３とで回転速度検出装置１１を構成し、前記センサ１３およびセンサホルダ１６を外方部材１のナックル嵌合面１ｂの外径よりも内径側に配置し、センサ１３と結合されたハーネス１８を円周方向から取り出しているので、外方部材１のナックル嵌合面１ｂに車体のナックルを嵌合させて軸受装置を車体に取付けるのに、前記センサ１３およびセンサホルダ１６が妨げにならず、かつ軸受装置全体の軸方向長さも増加させることがない。また、ハーネス１８が軸方向に延びるのを回避できることから、ハーネス１８と等速ジョイント２７の干渉を避けることもできる。

また、この実施形態では、内方部材２が外方部材１よりもインボード側に突出し、この内方部材２の外方部材１よりも突出した部分の外周における外方部材１のナックル嵌合面１ｂの外径よりも内径側の空間に、前記センサ１３およびセンサホルダ１６を配置しているので、内方部材２の外方部材１からインボード側に突出した部分の外周空間を効果的に利用し、センサ１３およびセンサホルダ１６をコンパクトに配置することができる。特に車輪用軸受装置が背面合わせの複列アンギュラ玉軸受型である場合、外方部材１におけるインボード側列の軌道面３よりもインボード側の部分は、軸受強度的には不要な部分となる。そのため、この不要部分を省いた形状として内方部材２が外方部材１よりもインボード側に突出する構成とすることで、その省き部分となる空間をセンサ１３およびセンサホルダ１６の配置に利用することになるため、コンパクト化の効果が大きい。

この実施形態では、前記センサホルダ１６が、外方部材１の外径面に嵌合したリング状の芯金１７に取付けられ、この芯金１７は、外方部材１の外径面に嵌合する嵌合用円筒部１７ａと、この嵌合用円筒部１７ａから内径側に立ち下がって外方部材１の端面に係合する端面係合部１７ｂと、この端面係合部１７ｂからインボード側へ突出して先端側が縮径する円すい状部１７ｃと、この円すい状部１７ｃの先端からインボード側へ突出する小径円筒部１７ｄとを有するものとしているので、外方部材１のナックル嵌合面１ｂの外径よりも内径側の空間に、センサホルダ１６を容易に配置することができる。特に、センサホルダ１６を取付ける芯金１７が部分的に円すい形状を有していることにより、径方向に空間を作ることができ、センサホルダ１６が外方部材１の外径よりも突出することをなくせる。

また、この実施形態では、センサ１３よりもインボード側に位置して、内方部材２と前記芯金１７との間を密封する密封手段８を設けているので、上記エンコーダ１２およびセンサ１３を軸受外の空間に対して密封することができる。そのため、外部からの塵埃や水の浸入等に対してセンサ１３等が保護できる。

なお、前記実施形態では、アンギュラ玉軸受型の車輪用軸受装置に適用した場合につき説明したが、この発明はテーパころ型の車輪用軸受装置にも適用することができる。また前記実施形態では、駆動輪支持用の車輪用軸受装置に適用した場合につき説明したが、この発明は従動輪支持用の車輪用軸受装置に適用することもできる。

この発明の一実施形態にかかる回転速度検出装置付車輪用軸受装置の断面図である。 同軸受装置をインボード側から見た正面図である。 図１におけるＡ部の拡大断面図である。 図２におけるIV−IV矢視断面の拡大図である。

符号の説明

１…外方部材
１ｂ…ナックル嵌合面
２…内方部材
３，４…転走面
５…転動体
８…密封手段
９…ハブ輪
９ａ…車輪取付用のフランジ
１０…内輪
１１…回転速度検出装置
１２…エンコーダ
１３…センサ
１６…センサホルダ
１７…芯金
１７ａ…嵌合用円筒部
１７ｂ…端面係合部
１７ｃ…円すい状部
１８…ハーネス

Claims (6)

1. 内周に複列の転走面を有する外方部材と、前記各転走面に対向する転走面を外周に有し車輪が取付けられる内方部材と、これら対向する転走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、
   前記内方部材のインボード側端の外周に取付けられたエンコーダ、および外方部材にセンサホルダを介して取付けられて前記エンコーダを検出するセンサとでなる回転速度検出装置を設け、前記センサおよびセンサホルダを外方部材のナックル嵌合面の外径よりも内径側に配置し、前記センサと結合されたハーネスを円周方向から取り出したことを特徴とする回転速度検出装置付車輪用軸受装置。
2. 請求項１において、前記内方部材は、車輪取付用のフランジを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内輪とでなり、前記ハブ輪および内輪に前記各列の転走面が設けられたものである回転速度検出装置付車輪用時軸受装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記内方部材が前記外方部材よりもインボード側に突出し、この内方部材の外方部材よりも突出した部分の外周における前記外方部材の前記ナックル嵌合面の外径よりも内径側の空間に、前記センサおよびセンサホルダを配置した回転速度検出装置付車輪用軸受装置。
4. 請求項３において、背面合わせの複列アンギュラ玉軸受型とした回転速度検出装置付車輪用軸受装置。
5. 請求項３または請求項４において、前記センサホルダは、外方部材の外径面に嵌合したリング状の芯金に取付けられたものであり、前記芯金は、前記外方部材の外径面に嵌合する嵌合用円筒部と、この嵌合用円筒部から内径側に立ち下がって前記外方部材の端面に係合する端面係合部と、この端面係合部からインボード側へ突出し先端側が縮径する円すい状部とを有するものである回転速度検出装置付車輪用軸受装置。
6. 請求項５において、前記センサよりもインボード側に位置して、前記内方部材と芯金との間を密封する密封手段を設けた回転速度検出装置付車輪用軸受装置。

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