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

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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