JP2007146994A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 使用環境条件が過酷な場合でも、錆の発生により着磁面の盛り上がりを招いて回転検出精度の劣化を来たすということのない車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】外方部材１および内方部材２のうちの回転側部材における他方の部材と対向する周面には、アキシアル型の磁気エンコーダ１２を圧入固定する。多極磁石１６の外向き面における芯金円筒状部１５ａ側の縁部には、全周に渡り凹み形状の段差部１６ａを設ける。また、多極磁石１６の外向き面に対面する磁気センサ１３の検出面における軸受半径方向の中央位置は、多極磁石１６の外向き面における前記段差部１６ａを除く部分である着磁面の半径方向中央位置またはこの中央位置よりも前記段差部１６ａから離れる側に位置させる。
【選択図】図２

Description

この発明は、アンチロックブレーキ装置を備えた自動車等に用いられる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センサは、車輪用の軸受装置に設けられる。
このような車輪用軸受装置に設けられるＡＢＳセンサとして、図５や図６に示すような回転検出装置が提案されている（例えば特許文献１〜特許文献３）。図５に示す回転検出装置４１は、車輪用軸受装置における回転側部材である例えば内方部材３２に設けられ多極磁石４６を有する磁気エンコーダ４２と、この磁気エンコーダ４２の多極磁石４６に対して軸方向に向けて対面する磁気センサ４３とからなる。磁気エンコーダ４２は、前記内方部材３２の外周面に圧入される円筒状部４５ａおよびこの円筒状部４５ａの軸受外側の端部から径方向に立ち上がる立板部４５ｂからなる断面Ｌ字状で環状の芯金４５と、前記芯金立板部４５ｂの外向きの面に設けられて円周方向に並ぶ複数の磁極を有する環状の多極磁石４６とでなる。多極磁石４６は、磁性体の混入されたゴムを前記芯金立板部４５ｂの外向きの面に加硫接着し、周方向に交互に磁極を着磁したゴム磁石である。この回転検出装置４１は、磁気エンコーダ４２の回転に伴って磁気センサ４３の前を横切る多極磁石４２の磁極変化を磁気センサ４３が検出することにより、車輪の回転を検出する。この回転検出装置４１の磁気エンコーダ４２は、車輪用軸受装置における内外部材３２，３１間の空間の一端部のシールに兼用される。

また、図６に示す回転検出装置４１は、図５の磁気エンコーダ４２をスリンガとして、この磁気エンコーダ４２の芯金円筒状部４５ａおよび芯金立板部４５ｂに摺接する別のシール板４４を固定側部材である外方部材３１に設けたものである。
米国特許第５４３１４１３号明細書 特開２００２−３４３５５０号公報 特開２００２−３３３０３３号公報

しかし、例えば図５の回転検出装置４１では、使用環境条件が過酷な場合、図７（Ａ）の状態から図７（Ｂ）のように磁気エンコーダ４２を圧入した回転側部材である内方部材３２の外周面に錆５０が発生する。この錆５０が進行してくると、図７（Ｃ）のように錆部が膨張して多極磁石４６の内縁部を押し上げるため多極磁石４６の着磁面が盛り上がり、回転検出装置４１の出力精度が劣化するという問題がある。このような問題は、図６の回転検出装置４１でも同様に生じる。

この発明の目的は、使用環境条件が過酷な場合でも回転検出精度の劣化を来さない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、複列の転走面が内周に形成された外方部材と、この外方部材の転走面と対向する転走面を形成した内方部材と、両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、前記外方部材および内方部材のうちの回転側部材における他方の部材と対向する周面にアキシアル型の磁気エンコーダを圧入固定し、この磁気エンコーダは、前記周面に圧入される円筒状部およびこの円筒状部の軸受外側の端部から立ち上がる立板部からなる断面Ｌ字状の芯金と、前記立板部の外向きの面に設けられて円周方向に並ぶ複数の磁極を有する環状の多極磁石とでなり、この多極磁石の外向き面における芯金円筒状部側の縁部に、全周に渡り凹み形状の段差部を設け、前記多極磁石の外向き面に対面する磁気センサの検出面における軸受半径方向の中央位置を、前記多極磁石の外向き面における前記段差部を除く部分である着磁面の半径方向中央位置またはこの中央位置よりも前記段差部から離れる側に位置させたことを特徴とする。
この構成によると、多極磁石の外向き面における芯金円筒状部側の縁部に、全周に渡り凹み形状の段差部を設け、磁気センサの検出面における軸受半径方向の中央位置を多極磁石の着磁面の半径方向中央位置またはこの中央位置よりも前記段差部から離れる側に位置させている。そのため、使用環境条件が過酷な場合に、磁気エンコーダを圧入した回転側部材の圧入周面に錆が発生しても、この錆は前記段差部に溜まることになって、段差部よりも着磁面中央側へ移動することが回避される。したがって、進行した錆部で多極磁石の着磁面が盛り上がって回転検出精度が劣化することが防止される。

この発明において、前記多極磁石がゴム磁石であっても良い。多極磁石がゴム磁石の場合、前記段差部がないと、磁気エンコーダが圧入固定される回転側部材の圧入周面に発生した錆部の膨張で多極磁石の縁部が押し上げられる度合いが大きくなる。このため、前記段差部を設けることで、錆部による多極磁石縁部の押し上げを小さくして回転検出精度の劣化を防止する効果が、より効果的に発揮される。

この発明の車輪用軸受装置は、複列の転走面が内周に形成された外方部材と、この外方部材の転走面と対向する転走面を形成した内方部材と、両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、前記外方部材および内方部材のうちの回転側部材における他方の部材と対向する周面にアキシアル型の磁気エンコーダを圧入固定し、この磁気エンコーダは、前記周面に圧入される円筒状部およびこの円筒状部の軸受外側の端部から立ち上がる立板部からなる断面Ｌ字状の芯金と、前記立板部の外向きの面に設けられて円周方向に並ぶ複数の磁極を有する環状の多極磁石とでなり、この多極磁石の外向き面における芯金円筒状部側の縁部に、全周に渡り凹み形状の段差部を設け、前記多極磁石の外向き面に対面する磁気センサの検出面における軸受半径方向の中央位置を、前記多極磁石の外向き面における前記段差部を除く部分である着磁面の半径方向中央位置またはこの中央位置よりも前記段差部から離れる側に位置させたため、使用環境条件が過酷な場合でも、発生した錆で多極磁石の着磁面が盛り上がって回転検出精度が劣化することが防止される。

この発明の一実施形態を図１および図２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とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持するようにしたものである。この車輪用軸受装置は、複列外向き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。外方部材１と内方部材２の間の軸受空間の両端は、シール７，８によりそれぞれ密封されている。インボード側端のシール８は、磁気エンコーダ１２付きのものである。

外方部材１は固定側の部材となるものであって、車体の懸架装置（図示せず）におけるナックルに取付けるフランジ１ａを外周に有し、全体が一体の部品とされている。
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ハブフランジ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。これらハブ輪９および内輪１０に前記各列の転走面４が形成されている。

図２は、図１におけるＩＩ部の拡大断面図である。磁気エンコーダ１２付きのシール８は、磁気エンコーダ１２と、この磁気エンコーダ１２をスリンガとしてこれに摺接する別のシール板１４とでなる。磁気エンコーダ１２は回転側の部材である内方部材２に取付けられ、前記シール板１４は固定側の部材である外方部材１に取付けられる。

磁気エンコーダ１２はアキシアル型のものであって、内方部材２における外方部材１と対向する外周面（ここでは内輪１０の外周面）に圧入される円筒状部１５ａおよびこの円筒状部１５ａの軸受外側の端部から径方向に立ち上がる立板部１５ｂからなる断面Ｌ字状で環状の芯金１５と、前記立板部１５ｂの外向きの面に設けられた多極磁石１６とでなる。この磁気エンーダ１２と、その多極磁石１６の外向き面に対面配置される磁気センサ１３とで、回転検出装置１１が構成される。多極磁石１６は、円周方向に並ぶ複数の磁極を有する環状の部材であり、ここでは磁性体を混入したゴムを前記芯金立板部１５ｂの外向き面に加硫接着して、着磁処理したゴム磁石とされている。多極磁石１６の外向き面における芯金円筒状部１５ａ側の縁部には、全周に渡り凹み形状の段差部１６ａが設けられる。また、前記磁気センサ１３の前記多極磁石１６の外向き面に対面する検出面における軸受半径方向の中央位置は、多極磁石１６の外向き面における前記段差部１６ａを除く部分である着磁面の半径方向中央位置、またはこの中央位置よりも前記段差部１６ａから離れる側に位置させてある。

前記シール板１４は、外方部材１の内周面に圧入される円筒状部１４ａおよびこの円筒状部１４ａの軸受内側の端部から径方向に立ち下がる立板部１４ｂからなる断面Ｌ字状で環状の部材であって、磁気エンコーダ１２の芯金立板部１５ｂに摺接するサイドリップ１７ａと芯金円筒状部１５ａに摺接するラジアルリップ１７ｂ，１７ｃとを一体に有する。これらリップ１７ａ〜１７ｃは、シール板１４に加硫接着された弾性部材１７の一部として設けられている。このシール板１４の円筒状部１４ａと磁気エンコーダ１２の芯金立板部１５ｂとは僅かな径方向隙間を持って対峙させ、その隙間でラビリンスシール２３を構成している。

この車輪用軸受装置の車両への組付けにおいては、等速ジョイント１８の片方の継手部材となる外輪１９のステム部１９ａをハブ輪９の貫通孔２０に挿通させ、ステム部１９ａの外周面と貫通孔２０の内周面とをスプライン嵌合させ、ステム部１９ａの先端に螺合するナット２１の締め付けにより、等速ジョイント外輪１９を内方部材２に結合する。このとき、等速ジョイント外輪１９に設けられたアウトボード側の段面１９ｂ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１９とナット２１とで内方部材２が幅締めされる。
車輪取付用のハブフランジ９ａはハブ輪９のアウトボード側端に位置しており、このハブフランジ９ａにブレーキロータを介して車輪（いずれも図示せず）がハブボルト２２で取付けられる。

この構成の車輪用軸受装置によると、多極磁石１６の外向き面における芯金円筒状部１５ａ側の縁部に、全周に渡り凹み形状の段差部１６ａを設け、磁気センサ１３の検出面における軸受半径方向の中央位置を、着磁面の半径方向中央位置またはこの中央位置よりも段差部１６ａから離れる側に位置させている。そのため、使用環境条件が過酷な場合に、磁気エンコーダ１２を圧入した回転側部材である内方部材２（ここでは内輪１０）の外周面に錆が発生しても、この錆は段差部１６ａに溜まることになって、段差部１６ａよりも着磁面中央側へ移動することが回避される。したがって、進行した錆部で多極磁石１６の着磁面が盛り上がって回転検出精度が劣化することが防止される。

この実施形態では多極磁石１６としてゴム磁石を用いているので、前記段差部１６ａがないと、磁気エンコーダ１２が圧入固定される内方部材２の外周面に発生した錆部の膨張で多極磁石１６の内縁部が押し上げられる度合いが大きくなる。そのため、段差部１６ａを設けて錆部による多極磁石内縁部の押し上げを小さくできることによる、回転検出精度の劣化防止の効果が、より効果的に発揮される。

図３および図４は、この発明の他の実施形態を示す。この車輪用軸受装置は、第２世代に分類される複列外向きアンギュラ玉軸受型であり、外輪回転タイプでかつ従動輪支持用のものである。この車輪用軸受装置は、内周に複列の転走面３を有するハブ輪兼用の外方部材１と、これら転走面３にそれぞれ対向する転走面４を有する内方部材２と、これら複列の転走面３，４間に介在する複列の転動体５とを備える。外方部材１は、外周に車輪取付用のフランジ１ｂを有する。内方部材２は各転走面４をそれぞれ有する２つの軸受内輪２Ａを軸方向に並べた分割型内輪からなる。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。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７，８Ａで密封されている。インボード側のシール８Ａは、先の実施形態の場合のシール８の構成においてスリンガとなる磁気エンコーダ１２を、多極磁石１６を有しない芯金１５に置き換えたものである。

図３のＩＶ部を拡大して図４に示す。同図のように、この実施形態では、磁気エンコーダ１２Ａは、回転側の部材である外方部材１のインボード側端に内方部材２よりもインボード側に延ばして設けられるカウンタボア部１ｃの内周面に圧入固定される。すなわち、この場合の磁気エンコーダ１２Ａは、前記外方部材２のカウンタボア部１ｃの内周面に圧入される円筒状部２５ａ、およびこの円筒状部２５ａの軸受外側の端部から径方向に立ち下がる立板部２５ｂからなる断面Ｌ字状で環状の芯金２５と、この芯金２５の立板部２５ｂの外向き面に設けられた多極磁石２６とでなる。この磁気エンーダ１２Ａと、その多極磁石２６の外向き面に対面配置される磁気センサ１３とで、回転検出装置１１Ａが構成される。

この場合も、多極磁石２６は、円周方向に並ぶ複数の磁極を有する環状の部材であり、磁性体を混入したゴムを前記芯金立板部２５ｂの外向き面に加硫接着して、着磁処理したゴム磁石とされている。多極磁石２６の外向き面における芯金円筒状部２５ａ側の縁部に、全周に渡り凹み形状の段差部２６ａが設けられる。また、前記磁気センサ１３の前記多極磁石２６の外向き面に対面する検出面における軸受半径方向の中央位置が、多極磁石２６の外向き面における前記段差部２６ａを除く部分である着磁面の半径方向中央位置、またはこの中央位置よりも前記段差部２６ａから離れる側に位置させてあることは、先の実施形態の場合と同じである。

この車輪用軸受装置の車両への組付けにおいて、ハブ輪兼用の外方部材１の前記フランジ１ｂには、ブレーキロータを介して車輪（いずれも図示せず）がハブボルト２２で取付けられる。分割型内輪からなる内方部材２の内径面には車軸（図示せず）が固定される。

この実施形態の場合も、使用環境条件が過酷な場合に、磁気エンコーダ１２Ａを圧入した回転側部材である外方部材１の内周面に錆が発生しても、多極磁石２６の外向き面における芯金円筒状部２５ａ側の縁部に、全周に渡り凹み形状の段差部２６ａを設け、磁気センサ１３の検出面における軸受半径方向の中央位置を、多極磁石２６の着磁面の半径方向中央位置またはこの中央位置よりも前記段差部２６ａから離れる側に位置させている。そのため、進行した錆部で多極磁石２６の着磁面が盛り上がって回転検出精度が劣化するのを防止できる。

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ＩＩ部の拡大断面図である。 この発明の他の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。 図３におけるＩＶ部の拡大断面図である。 従来例の部分拡大断面図である。 他の従来例の部分拡大断面図である。 図５の従来例における磁気エンコーダ部分での錆発生の説明図である。

符号の説明

１…外方部材
２…内方部材
３，４…転走面
５…転動体
１２，１２Ａ…磁気エンコーダ
１３…磁気センサ
１５，２５…芯金
１５ａ，２５ａ…円筒状部
１５ｂ，２５ｂ…立板部
１６，２６…多極磁石
１６ａ，２６ａ…段差部

Claims (3)

1. 複列の転走面が内周に形成された外方部材と、この外方部材の転走面と対向する転走面を形成した内方部材と、両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、
   前記外方部材および内方部材のうちの回転側部材における他方の部材と対向する周面にアキシアル型の磁気エンコーダを圧入固定し、この磁気エンコーダは、前記周面に圧入される円筒状部およびこの円筒状部の軸受外側の端部から立ち上がる立板部からなる断面Ｌ字状の芯金と、前記立板部の外向きの面に設けられて円周方向に並ぶ複数の磁極を有する環状の多極磁石とでなり、この多極磁石の外向き面における芯金円筒状部側の縁部に、全周に渡り凹み形状の段差部を設け、前記多極磁石の外向き面に対面する磁気センサの検出面における軸受半径方向の中央位置を、前記多極磁石の外向き面における前記段差部を除く部分である着磁面の半径方向中央位置またはこの中央位置よりも前記段差部から離れる側に位置させ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、前記多極磁石がゴム磁石である車輪用軸受装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記回転側部材が前記内方部材である車輪用軸受装置。

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