JP2006275200A - 転がり軸受装置のカバー及びこれを用いた転がり軸受装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 後加工を行うことなく、センサ取付部の座面を高精度に形成することができる転がり軸受装置のカバー及びこれを用いた転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】 エンコーダに対向して配置されて回転輪の動作状態を検出するセンサを取付可能なセンサ取付部12bを有し、金型成形で作製される合成樹脂製のカバー12において、転がり軸受装置の内部と外部とを仕切る仕切部12aの軸方向外側の端面12a1上に、センサの取付基準面を構成する座面12b1を形成する。また、所定の凹部13a、13bが、仕切部12aの軸方向外側の端面12a1上に形成されるように、リブ12d1〜12d4とリブ接続部12d5とを設ける。
【選択図】 図2

Description

本発明は、自動車等の車両に用いられる転がり軸受装置の内部を閉塞するカバー、特に軸受装置の動作状態を検出するセンサを取付可能な転がり軸受装置のカバー及びこれを用いた転がり軸受装置に関する。
自動車等の車輪を支持する転がり軸受装置には、アンチロックブレーキシステム等を制御するために、当該車輪の回転速度を検出するセンサが組み込まれたものがある。このようなセンサ付き転がり軸受装置では、その回転輪に一体回転可能に装着されたエンコーダと、このエンコーダに対向するセンサとが設けられている。また、このセンサは、エンコーダに対して所定間隔をおいて配置されることが要求されており、従来の軸受装置では、一般的に当該軸受装置の内部を閉塞するカバーに、センサの取付基準面としての座面を備えたセンサ取付部を設け、この座面に当接させた状態でセンサを当該センサ取付部に取り付けることで、センサとエンコーダとを所定間隔で配置するようにしている。
また、コストダウン等を図るために、金属板をプレス加工することで作製されていた、従前の金属製カバーに代えて、金型を用いた射出成形で作製される合成樹脂製のカバーが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−318105号公報(図4)
しかしながら、上記のような従来の合成樹脂製カバーでは、上記センサ取付部の形状等によっては、金型成形による作製時に合成樹脂の熱収縮に起因する引け(変形)が当該センサ取付部に生じることがあった。このため、従来のカバーでは、センサ取付部の座面を精度よく形成することができず、その座面をセンサの上記取付基準面とするために後加工を行うことが必要であった。具体的には、例えば変形によって傾いて形成された座面に対し削り加工等を行うことにより、当該座面を平坦にする必要があった。
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、後加工を行うことなく、センサ取付部の座面を高精度に形成することができる転がり軸受装置のカバー及びこれを用いた転がり軸受装置を提供することを目的とする。
本発明の転がり軸受装置のカバーは、固定輪と回転輪とを具備する転がり軸受装置の内部を閉塞するとともに、前記回転輪に一体回転可能に装着されたエンコーダに対向して配置されて当該回転輪の動作状態を検出するセンサを取付可能なセンサ取付部を有し、金型成形によって作製される合成樹脂製のカバーであって、
このカバーは、前記転がり軸受装置の内部と外部とを仕切る仕切部を備えており、前記センサ取付部には、前記センサの取付基準面を構成する座面が前記仕切部の内部側及び外部側の一方の端面上に形成され、所定の凹部が前記一方の端面上で、かつ前記センサ取付部との間に形成されるように、当該一方の端面上にリブを設けたことを特徴とするものである。
また、本発明の転がり軸受装置は、固定輪と回転輪とを具備するとともに、前記回転輪に一体回転可能に装着されたエンコーダに対向して配置されて当該回転輪の動作状態を検出するセンサを取付可能なセンサ取付部を有し、金型成形によって作製される合成樹脂製のカバーを備えた転がり軸受装置であって、
前記カバーは、前記転がり軸受装置の内部と外部とを仕切る仕切部を備えており、
前記センサ取付部には、前記センサの取付基準面を構成する座面が前記仕切部の内部側及び外部側の一方の端面上に形成され、
所定の凹部が前記一方の端面上で、かつ前記センサ取付部との間に形成されるように、当該一方の端面上にリブを設けたことを特徴とするものである。
上記のように構成された転がり軸受装置のカバー及びこれを用いた転がり軸受装置では、センサ取付部の上記座面が仕切部の内部側及び外部側の一方の端面上に形成されるとともに、この一方の端面上でセンサ取付部との間に所定の凹部が形成されるようにリブが設けられているので、この凹部によって当該端面上の合成樹脂量を減らすことができ、金型成形によるカバーの作製時に合成樹脂の熱収縮に起因する変形がセンサ取付部の座面に生じるのを防ぐことができる。
また、上記転がり軸受装置のカバーにおいて、前記センサ取付部と前記リブとが、前記一方の端面上で一体的に構成されてもよい。
この場合、センサ取付部とリブとを別々に設ける場合に比べて、金型の形状を複雑なものとすることなく、上記座面を高精度に形成することができる。さらに、カバー作製後においても、リブによってセンサ取付部を補強することができ、その取付部形状が変形するのを防ぐことができる。
本発明によれば、金型成形によるカバーの作製時に合成樹脂の熱収縮に起因する変形がセンサ取付部の座面に生じるのを防ぐことができるので、後加工を行うことなく、センサ取付部の座面を高精度に形成することができる。
以下、本発明の転がり軸受装置のカバー及びこれを用いた転がり軸受装置の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明を車両の従動輪用のハブユニットに用いられるセンサ装置が組み込まれたセンサ付き転がり軸受装置に適用した場合を例示して説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係るカバーが装着された転がり軸受装置の断面図である。図1において、右側は車両インナー側、左側は車両アウター側(車輪側)であり、上記センサ付き転がり軸受装置1は、転がり軸受装置2と、センサ装置3とを具備している。転がり軸受装置2は、複列アンギュラ玉軸受タイプのものであり、外輪部材4と、内輪部材としての内軸(ハブホイール)5及び内輪構成部材6と、複数の玉からなる転動体7、8とを備えている。また、この転がり軸受装置2には、転動体7、8をそれぞれ周方向に沿って所定間隔で保持する保持器9、10と、外輪部材4と内軸5との隙間に配置されたシール部材11とが設けられている。さらに、転がり軸受装置2では、外輪部材4の車両インナー側に軸受内部を閉塞する本発明のカバー12が取り付けられており、このカバー12によって内外輪間の環状開口部を車両インナー側から密封し、当該環状開口部を車両アウター側から密封する上記シール部材11とともに、軸受内部への泥水や異物等の侵入を防いでいる。
また、上記外輪部材4は、車体側に固定される固定輪であり、その内周側には、複列の外輪軌道4a、4bが形成されている。一方、回転輪は、内軸5と内輪構成部材6とで構成されており、外輪軌道4aに対向する内軸5の箇所には、内輪軌道5aが形成されて、上記転動体7が外輪軌道4aとの間で転動するようになっている。また、外輪軌道4bに対向する内輪構成部材6の箇所には、内輪軌道6aが形成されて、上記転動体8が外輪軌道4bとの間で転動するようになっている。
また、上記内軸5の車両アウター側には、車輪取付用のインロー部5b及びフランジ部5cが設けられており、このフランジ部5cには車輪などを固定するための複数本のハブボルト20が圧入固定されている。また、内軸5の車両インナー側には、段部5dが形成されており、この段部5dに上記内輪構成部材6が外嵌されている。さらに、この内輪構成部材6は、段部5dの先端部を径方向外向きに屈曲変形させたかしめ部5eにて内軸5に固定されている。
上記センサ装置3には、例えば着磁パルサーリング32と、このリング32に対向して配置されるセンサ33とが含まれており、転がり軸受装置2の回転数を検出することによって、上記車輪の回転速度を検知するようになっている。具体的にいえば、着磁パルサーリング32は、断面L字状の取付部材31を介して回転輪としての上記内輪構成部材6の外周面に外嵌固定され、当該内輪構成部材6と一体回転可能に取り付けられている。この着磁パルサーリング32は、センサ33のターゲット(被検出部材)を構成するものであり、当該リング32の周方向周りには、複数のN・S磁極(図示せず)が交互に設けられている。
一方、上記センサ33は、軸受内部を閉塞する本来的な機能に加えて、センサ取付機能が付与された上記カバー12によって転がり軸受装置2に組み込まれており、ホール素子等の磁気検出素子を含んで構成されたセンサ本体33aと、このセンサ本体33aが一体的に取り付けられてこれを支持する支持部材33bとを有している。そして、このセンサ33では、後に詳述するように、センサ本体33a及び支持部材33bがカバー12のセンサ取付部12bに取り付けられることにより、センサ本体33aの磁気検出面が着磁パルサーリング32の上記N・S磁極と所定間隔をおいて対向配置される。そして、センサ装置3では、軸受回転動作に伴って、着磁パルサーリング32が回転すると、センサ本体33aがその着磁パルサーリング32からの軸受回転に応じた磁界の変化を検出し、さらに図示を省略したECU等の制御部に検出信号を出力することにより、転がり軸受装置2の回転数及び車輪の回転速度が検知される。尚、このような磁界の変化を検出するセンサ装置以外に、静電容量式等のセンシング形式が異なる他のセンサ本体及びこれに対応した被検出部材を有するセンサ装置を使用して、上記回転数や回転速度、さらには車輪の回転方向等を検出することもできる。
上記カバー12は、例えばグラスファイバーを混入したナイロン66等の合成樹脂からなっており、金型を用いた射出成形によって全体が一括的に作製されている。また、カバー12は、図2〜4も参照して、転がり軸受装置2の内部と外部とを仕切る仕切部12aと、上記センサ33(図1)の取付基準面を構成する座面12b1が仕切部12aの軸方向外側の端面12a1上に形成されたセンサ取付部12bとを備えている。さらに、このカバー12には、仕切部12aの軸方向外側の端面12a1から当該軸方向外側に延ばされた円筒状部12cと、この端面12a1上に形成された複数、例えば4つのリブ12d1、12d2、12d3、12d4とが設けられており、これらリブ12d1〜12d4及びセンサ取付部12bと、円筒状部12cとによって所定の凹部13a、13bが形成されている。
詳細にいえば、仕切部12aは、上記軸受内部を実質的に塞ぐ肉薄の略円形状の部分であり、この仕切部12aには、軸方向外側に突出した上記円筒状部12cに加えて、軸方向内側の端面12a2から当該軸方向内側に延ばされて、その先端部側に外周面12eと環状端面12fとからなる段部が周方向に連続的に形成されている。そして、カバー12の外周面12eが外輪部材4の内周面4c(図1)に圧入され、これらの外周面12eと内周面4cとが互いに密接し、さらに環状端面12fが外輪部材4の軸方向端面4d(図1)に密接した状態で、当該カバー12が転がり軸受装置2に取り付けられると、仕切部12aは軸受内部に対向配置されて当該内部を閉塞する。尚、外輪部材4の内周面4cの外周外方側はフランジ状に構成されており、上記車両のサスペンションに含まれたナックル部(図示せず)が当該外輪部材4に固定されるようになっている。また、外周面12eと環状端面12fとからなる上記段部は外輪部材4への必要な取付強度や嵌合力等を確保した上で肉薄に作製されており、カバー12の作製時に段部に変形が生じるのを極力防止されている。
また、上記センサ取付部12bは、仕切部12aの軸方向外側の端面12a1に連続的に形成された直方体状の部分であり、このセンサ取付部12bには、当該取付部12bの軸方向外側の表面により構成されるとともに、平坦に形成された上記座面12b1と、一方及び他方の開口部がそれぞれ座面12b1及び仕切部12aの軸方向内側の端面12a2に形成されてセンサ本体33a(図1)が挿通される貫通孔12b2と、座面12b1に開口するとともに、ナット35が装着された装着穴12b3とが設けられている。このナット35は、金型成形によるカバー12の作製時に装着穴12b3内に予め取り付けられてインサート成形により、当該装着穴12b3に埋設されている。そして、カバー12では、上記支持部材33b(図1)の表面を座面12b1に当接させた状態でナット35にボルト34(図1)を螺着することにより、貫通孔12b2に入れられたセンサ本体33aの磁気検出面がエンコーダ32(図1)に対して所定間隔を保った状態で、センサ33(図1)はカバー12に取り付けられる。また、センサ本体33aは、貫通孔12b2に気密に取り付けられており、仕切部12a、ひいてはカバー12の密封性が低下するのを防止している。
また、上記の各リブ12d1〜12d4は、仕切部12aの軸方向外側の端面12a1に連続的に形成された肉薄の板状部分であり、これらリブ12d1〜12d4により、上記端面12a1上でセンサ取付部12bと円筒状部12cとが一体的に構成されている。つまり、各リブ12d1〜12d4の一端部側は、上記円筒状部12cの内周面に接続されている。一方、リブ12d1〜12d3の各他端部側は、端面12a1に連続的に形成された略半円状のリブ接続部12d5を介してセンサ取付部12bに接続され、これらのリブ12d1〜12d3に比べて径方向寸法が短く構成されたリブ12d4の他端部側は、センサ取付部12bに直接的に接続されている。そして、カバー12では、図3に示されるように、リブ12d1〜12d3と、センサ取付部12bに接続されたリブ12d4とが、軸中心周りに90°間隔で設置されている。さらに、扇形状の上記凹部13aが端面12a1上で、円筒状部12c、リブ12d1、12d2、及びリブ接続部12d5の間と、円筒状部12c、リブ12d2、12d3、及びリブ接続部12d5の間の各々に形成されている。また、略扇形状の上記凹部13bが端面12a1上で、円筒状部12c、リブ12d1、12d4、及びセンサ取付部12bの間と、円筒状部12c、リブ12d3、12d4、及びセンサ取付部12bの間の各々に形成されている。尚、リブ接続部12d5の軸方向外側の表面及び仕切部12aの軸方向内側の端面12a2にそれぞれ形成された凹部12g及び12hは、上記金型に設けられた位置決め用突起部により形成されたものであり、カバー12の各部が当該金型にて精度よく形成されるようになっている。
以上のように、本実施の形態のカバー12及び転がり軸受装置2では、センサ取付部12bの座面12b1を設けた仕切部12aの軸方向外側の端面12a2上に、凹部13a、13bが形成されるようにリブ12d1〜12d4及びリブ接続部12d5を設けている。これにより、座面12b1が形成される端面12a1上の合成樹脂量を減らすことができる。その結果、金型成形によるカバー12の作製時に合成樹脂の熱収縮に起因する変形がセンサ取付部12bの座面12b1に生じるのを防ぐことが可能となり、上記従来例と異なり、削り加工等の後加工を行うことなく、高精度な座面12b1を容易に形成することができる。また、このようにセンサ33の取付基準面である座面12b1を高精度に形成することができるので、着磁パルサーリング32とセンサ本体33aとの組付精度が低下するのを防ぐことができ、この組付精度の低下によるセンサ検出結果の精度低下の発生を防止することができる。しかも、上記後加工を行う必要がないので、不要なコストアップを防ぎつつ軽量化されたカバー12を作製することができる。
尚、上記の説明では、仕切部の軸方向外側の端面上にセンサ取付部の座面、リブ、及び凹部を形成した構成について説明したが、本発明は、転がり軸受装置の内部と外部とを仕切る仕切部の内部側及び外部側の一方の端面上にセンサの取付基準面を構成する座面を設けるとともに、所定の凹部が上記一方の端面上で、かつセンサ取付部との間に形成されるように当該一方の端面上にリブを設けたものであればよく、リブ及び凹部の設置数や形状等は上記のものに何等限定されない。例えばリブ接続部12d5を設けることなく、リブ12d1〜12d3をセンサ取付部12bに直接的に接続する構成でもよい。また、3つのリブによって円筒状部の内周内方の仕切部の端面上を三分割し、こうして設けた3つのいずれかの凹部内にセンサ取付部をリブと別個に設けることもできる。但し、上記のように、センサ取付部とリブとを一体的に構成した場合の方が、金型形状を複雑化することなく、高精度な座面を形成できる点で好ましい。さらに、そのリブによってセンサ取付部を補強してその形状を維持できる点でも好ましい。
また、上記の説明では、端面12a1に連続的に設けられたセンサ取付部12bとリブ12d1〜12d4とを円筒状部12cの内周内方に配置する構成について説明したが、例えば端面12a1から隙間をおいてその端面12a1の上方に配置され、かつ径方向の一方及び他方の端部がそれぞれセンサ取付部12b及び円筒状部12cに接続されたリブを用いることもできる。また、円筒状部12cを設けることなく、各凹部13a、13bの外周外方側を開放する構成でもよい。但し、上記のような円筒状部を設ける場合の方が、リブ及びセンサ取付部の変形を効果的に防止できる点で好ましく、また、より優れた取扱性を有するカバーを構成して軸受装置への取付作業等を容易に行える点でも好ましい。
また、上記の説明では、複列アンギュラ玉軸受タイプの軸受を具備する車両の従動輪用ハブユニットに適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、転動体の種類や設置数などの軸受形式等は上記のものに何等限定されるものではない。具体的には、円すいころを備え、カバーにて車両アウター側から軸受装置内部が閉塞される車両駆動輪用ハブユニットを構成する転がり軸受装置に適用することができる。また、ハブユニット以外の回転機器などの機械や装置等に組み込まれる各種の転がり軸受装置に適用することもできる。
本発明の一実施の形態に係るカバーが装着された転がり軸受装置の断面図である。 上記カバーを軸方向外側から見たときの平面図である。 図2のIII−III線断面図である。 図2のIV−IV線断面図である。
符号の説明
1 センサ付き転がり軸受装置
2 転がり軸受装置
3 センサ装置
4 外輪部材(固定輪)
5 内軸(回転輪)
6 内輪構成部材(回転輪)
12 カバー
12a 仕切部
12a1 端面
12b センサ取付部
12b1 座面
12d1、12d2、12d3、12d4 リブ
12d5 リブ接続部
13a、13b 凹部
32 エンコーダ
33 センサ

Claims (3)

  1. 固定輪と回転輪とを具備する転がり軸受装置の内部を閉塞するとともに、前記回転輪に一体回転可能に装着されたエンコーダに対向して配置されて当該回転輪の動作状態を検出するセンサを取付可能なセンサ取付部を有し、金型成形によって作製される合成樹脂製のカバーであって、
    このカバーは、前記転がり軸受装置の内部と外部とを仕切る仕切部を備えており、
    前記センサ取付部には、前記センサの取付基準面を構成する座面が前記仕切部の内部側及び外部側の一方の端面上に形成され、
    所定の凹部が前記一方の端面上で、かつ前記センサ取付部との間に形成されるように、当該一方の端面上にリブを設けたことを特徴とする転がり軸受装置のカバー。
  2. 前記センサ取付部と前記リブとが、前記一方の端面上で一体的に構成されている請求項1に記載の転がり軸受装置のカバー。
  3. 固定輪と回転輪とを具備するとともに、前記回転輪に一体回転可能に装着されたエンコーダに対向して配置されて当該回転輪の動作状態を検出するセンサを取付可能なセンサ取付部を有し、金型成形によって作製される合成樹脂製のカバーを備えた転がり軸受装置であって、
    前記カバーは、前記転がり軸受装置の内部と外部とを仕切る仕切部を備えており、
    前記センサ取付部には、前記センサの取付基準面を構成する座面が前記仕切部の内部側及び外部側の一方の端面上に形成され、
    所定の凹部が前記一方の端面上で、かつ前記センサ取付部との間に形成されるように、当該一方の端面上にリブを設けたことを特徴とする転がり軸受装置。
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