JP2007154948A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パルサリングの固定とシールの密封性能を長期間に亘って維持することができる車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】一端部外周に車輪を取り付けるための車輪取付フランジ４ｂを一体に有し、他端部にパルサリング１０が装着された車輪用軸受装置において、パルサリング１０が、防錆能を有する磁性鋼板からプレス加工によって形成され、外方部材４の他端部に外嵌される円筒状の嵌合部１０ａと、これから径方向外方に延びる立板部１０ｂと、嵌合部１０ａから径方向内方に延び、外方部材４の端面に密着される内鍔部１０ｃとを有し、立板部１０ｂに、周方向等配に透孔１２が形成されると共に、内鍔部１０ｃに、周方向に長円となる長穴１４が形成され、この長穴１４に固定ボルト１１を通してパルサリング１０が外方部材４に締結されているので、パルサリング１０の圧入時の位相合せを容易にすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、車輪の回転速度を検出するためのパルサリングが装着された車輪用軸受装置に関するものである。

従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。この車輪用軸受装置には、所望の軸受剛性を有し、ミスアライメントに対しても耐久性を発揮すると共に、燃費向上の観点から回転トルクが小さい複列アンギュラ玉軸受が多用されている。一方、オフロードカーやトラック等、車体重量が嵩む車両には複列円錐ころ軸受が使用されている。

こうした車輪用軸受装置の一例を図４に示す。この車輪用軸受装置は、外周に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５１ｂを一体に有し、内周にテーパ状の複列の外側転走面５１ａ、５１ａが形成された外方部材５１と、外周に複列の外側転走面５１ａ、５１ａに対向するテーパ状の内側転走面５２ａ、５２ａがそれぞれ形成された一対の内輪５２、５２と、両転走面間に収容された複列の円錐ころ５３、５３と、これら複列の円錐ころ５３、５３を転動自在に保持する保持器５４、５４とを備えた複列円錐ころ軸受で構成されている。そして、外方部材５１と内輪５２間に形成される環状空間の開口部にはシール５５、５６が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。

この車輪用軸受装置には、車輪の回転速度を検出するための回転速度検出装置が組み込まれている。このために、外方部材５１の端部にトーンホイール（パルサリング）５７が外嵌固定されると共に、懸架装置等の固定部分にセンサ（図示せず）が対向配置されている。さらに、外方部材５１の端部に円筒状の抑えリング５８が締り嵌めにより外嵌され、トーンホイール５７が軸方向に移動するのを防止している。

この抑えリング５８は炭素鋼から形成されているため、膨張率やヤング率等の特性が外方部材５１の素材と略同じとなり、外方部材５１の肉厚を小さくしても、この外方部材５１の端部の強度を充分に確保できる。すなわち、ラジアル荷重によって弾性変形し易い外方部材５１の端部が、この抑えリング５８により補強されているので、この端部の弾性変形量を無視できる程度に抑えることができる。さらに、シール５６の嵌合部にすきまが発生するのを抑え、密封性が低下するのを防止している。
特開２００１−２６３３５６号公報

こうした従来の車輪用軸受装置では、抑えリング５８によりトーンホイール５７の抜け出しを防止すると共に、外方部材５１の端部が補強されているので、この端部の弾性変形量を無視できる程度に抑えることができる。然しながら、特に、この外方部材５１のように、一端部に車体取付フランジ５１ｂが一体に形成されている場合、この端部の剛性が他の部位に比べて小さくなり、モーメント荷重等が負荷された時の弾性変形が大きくなるのは否めない。したがって、抑えリング５８を圧入してこの弾性変形を抑えようとしても限界があり、長期間に亘ってトーンホイール５７の移動を阻止すると共に、シール５６の嵌合部にすきまが発生するのを防止するのは難しい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、パルサリングの固定とシールの密封性能を長期間に亘って維持することができる車輪用軸受装置を提供することを目的としている。

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、一端部外周に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材とで形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記外方部材の他端部にパルサリングが装着された車輪用軸受装置において、前記パルサリングが、前記外方部材の他端部に外嵌される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向外方に延びる立板部と、前記嵌合部から径方向内方に延び、前記外方部材の端面に密着される内鍔部とを有し、前記立板部に、円周方向に交互に、かつ等間隔に特性が変化する被検出部が形成されると共に、前記内鍔部に、周方向に長円となる複数の長穴が形成され、これらの長穴に固定ボルトを通して前記パルサリングが前記外方部材に締結されている。

このように、一端部外周に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、外周に複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、外方部材と内方部材とで形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、外方部材の他端部にパルサリングが装着された車輪用軸受装置において、パルサリングが、外方部材の他端部に外嵌される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向外方に延びる立板部と、嵌合部から径方向内方に延び、外方部材の端面に密着される内鍔部とを有し、立板部に、円周方向に交互に、かつ等間隔に特性が変化する被検出部が形成されると共に、内鍔部に、周方向に長円となる複数の長穴が形成され、これらの長穴に固定ボルトを通してパルサリングが外方部材に締結されているので、パルサリングの圧入時の位相合せを容易にすることができ、作業効率を高めて低コスト化を図ると共に、パルサリングの固定を長期間に亘って維持することができる車輪用軸受装置を提供することができる。

また、請求項２に記載の発明のように、前記内鍔部の内径が、前記外方部材のシール嵌合部の内径よりも小径に設定されていれば、モーメント荷重等が負荷され、外方部材の端部が弾性変形しようとしても、このパルサリングによってその弾性変形を抑制すると共に、弾性変形によりシールが抜け出すのを防止することができる。したがって、パルサリングの固定とシールの密封性能を長期間に亘って維持することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記被検出部が、周方向等配に形成された複数の透孔からなり、これらの透孔が径方向に長円をなす長窓形状に形成されていれば、透孔を低コストで精度良く形成することができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記立板部の外縁に軸方向に延びる円筒部が連設されていれば、パルサリング全体の剛性を高めることができ、検出精度を向上させることができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記パルサリングが、防錆能を有する磁性鋼板からプレス加工によって形成されていれば、量産性を高めると共に、長期間に亘って所望の検出精度を維持することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、一端部外周に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材とで形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記外方部材の他端部にパルサリングが装着された車輪用軸受装置において、前記パルサリングが、前記外方部材の他端部に外嵌される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向外方に延びる立板部と、前記嵌合部から径方向内方に延び、前記外方部材の端面に密着される内鍔部とを有し、前記立板部に、円周方向に交互に、かつ等間隔に特性が変化する被検出部が形成されると共に、前記内鍔部に、周方向に長円となる複数の長穴が形成され、これらの長穴に固定ボルトを通して前記パルサリングが前記外方部材に締結されているので、パルサリングの圧入時の位相合せを容易にすることができ、作業効率を高めて低コスト化を図ると共に、パルサリングの固定を長期間に亘って維持することができる車輪用軸受装置を提供することができる。

一端部外周に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、内周にそれぞれ外向きに開いたテーパ状の複列の外側転走面が形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向するテーパ状の内側転走面が形成された一対の内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の円錐ころと、前記外方部材と内方部材とで形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記外方部材の他端部にパルサリングが装着された車輪用軸受装置において、前記パルサリングが、防錆能を有する磁性鋼板からプレス加工によって形成され、前記外方部材の他端部に外嵌される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向外方に延びる立板部と、前記嵌合部から径方向内方に延び、前記外方部材の端面に密着される内鍔部とを有し、前記立板部に、周方向等配に複数の透孔が形成されると共に、前記内鍔部に、周方向に長円となる複数の長穴が形成され、これらの長穴に固定ボルトを通して前記パルサリングが前記外方部材に締結されている。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の側面図、図３は、図１の要部拡大図である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウター側（図面左側）、中央寄り側をインナー側（図面右側）という。

この車輪用軸受装置は第２世代と呼称される従動輪用であって、アクスル（図示せず）に所定のシメシロを介して圧入される一対の内輪１、１からなる内方部材２と、この内方部材２に、複列の転動体（円錐ころ）３、３を介して外嵌された外方部材４とを備えている。

回転側部材となる外方部材４は、アウター側の外周に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ４ｂを一体に有し、内周にそれぞれ外向きに開いたテーパ状の複列の外側転走面４ａ、４ａが一体に形成されている。この外方部材４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成され、複列の外側転走面４ａ、４ａが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

一方、固定側部材となる内輪１の外周には、前記複列の外側転走面４ａ、４ａに対向するテーパ状の内側転走面１ａと、この内側転走面１ａの大径側に転動体３を案内する大鍔１ｂ、および小径側に転動体３の脱落を防止するための小鍔１ｃがそれぞれ形成されている。内輪１はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。そして、外方部材４と一対の内輪１、1の両転走面間に複列の転動体３、３が収容され、保持器５、５によって転動自在に保持されている。この車輪用軸受装置は、内輪１の小鍔１ｃがそれぞれ突合せ状態で衝合する、所謂背面合せタイプの複列円錐ころ軸受からなる。

一対の内輪１、１は、小鍔１ｃの内周に装着された連結環８によって一体に結合されている。この連結環８は、鋼板からプレス加工によって断面略コの字状に、全体として有端リング状に形成されている。そして、小鍔１ｃの内周に形成された環状溝９、９に弾性嵌合され、所定の抜け耐力を備えている。

また、外方部材４と内方部材２との間に形成される環状空間の開口部にはシール６、７が装着されている。これらのシール６、７によって、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。本実施形態では、アウター側に図示しないエンドキャップが装着されるため、アウター側のシール６は、サイドリップを有する単一のシール部材で構成されている。一方、インナー側のシール７は、外部に露出して厳しい環境に曝されるため、断面略Ｌ字状に形成され、互いに対向配置された環状のシール板７ａとスリンガ７ｂとからなる複合型シール、所謂パックシールで構成されている。すなわち、環状のシール板７ａは、外方部材４の端部に内嵌され、スリンガ７ｂに摺接するサイドリップとラジアルリップを備えている。

外方部材４の外周は、車輪取付フランジ４ｂからインナー側に向って漸次小径となるテーパ面に形成されている。そして、インナー側の端部にパルサリング１０が固定ボルト１１によって締結されている。このパルサリング１０は、図２に示すように、周方向等配に複数の透孔（被検出部）１２が形成され、図示しない懸架装置等の固定部に配設された回転速度センサに所定の軸方向すきま（エアギャップ）を介して対向している。この透孔１２は、径方向に長円をなす長窓形状に形成されている。これにより、透孔１２を低コストで精度良く形成することができる。また、透孔１２の形状はこれに限らず、例えば、外径側に向って周方向幅が大きくなる略扇型形状であっても良い。

パルサリング１０は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）等の磁性金属板にプレス加工、絞り加工、バーリング加工等の塑性加工を施すことにより、全体が円環状に形成されている。これにより、量産性を高めると共に、長期間に亘って所望の検出精度を維持することができる。このパルサリング１０は、図３に拡大して示すように、外方部材４のインナー側の端部外周に形成された小径段部１３に外嵌される円筒状の嵌合部１０ａと、この嵌合部１０ａから径方向外方に延びる立板部１０ｂと、嵌合部１０ａから径方向内方に延び、外方部材４の端面に密着される内鍔部１０ｃとを有している。なお、さらに立板部１０ｂの外縁には軸方向に延びる円筒部１０ｄが連設され、パルサリング１０全体の剛性を高めている。

ここで、本実施形態では、図２に示すように、内鍔部１０ｃの周方向等配にまゆ型の穴、すなわち、周方向に長円となる複数の長穴１４が形成されている。このようにパルサリング１０の取付用のボルト通し穴を周方向に長円となる長穴１４とすることにより、パルサリング１０の圧入時の位相合せ（位置決め）を容易とすることができ、作業効率を高めて低コスト化を図ることができる。

さらに、内鍔部１０ｃの内径は、シール７を構成するシール板７ａの外径、すなわち、外方部材４のシール嵌合部４ｃの内径よりも小径に設定されている。これにより、モーメント荷重等が負荷され、外方部材４の端部が弾性変形しようとしても、このパルサリング１０によってその弾性変形を抑制すると共に、弾性変形によりシール板７ａが抜け出すのを防止することができる。したがって、パルサリング１０の固定とシール７の密封性能を長期間に亘って維持することができる。

なお、ここでは、複数の透孔１２が形成された鋼板製のパルサリング１０を例示したが、これに限らず、焼結合金で形成されていても良いし、また、透孔１２に限らず、円周方向に交互に、かつ等間隔に特性が変化する構成であれば良く、透孔１２に変えて凹凸形状であっても良い。また、ゴム等のエラストマにフェライト等の磁性体粉が混入され、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁された磁気エンコーダであっても良い

さらに、本発明に係る車輪用軸受装置は、外輪回転方式で、外方部材４の外周に車輪取付フランジ４ｂを有していれば良く、転動体４に円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受だけでなく、転動体にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受であっても良い。

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

本発明に係る車輪用軸受装置は、外方部材の外周に車輪取付フランジを一体に有する車輪用軸受装置に適用することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図である。 図１の側面図である。 図１の要部拡大図である。 従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。

符号の説明

１・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
１ａ・・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
１ｂ・・・・・・・・・・・・・・・大鍔
１ｃ・・・・・・・・・・・・・・・小鍔
２・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
３・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
４・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
４ａ・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
４ｂ・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
４ｃ・・・・・・・・・・・・・・・シール嵌合部
５・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
６、７・・・・・・・・・・・・・・シール
７ａ・・・・・・・・・・・・・・・シール板
７ｂ・・・・・・・・・・・・・・・スリンガ
８・・・・・・・・・・・・・・・・連結環
９・・・・・・・・・・・・・・・・環状溝
１０・・・・・・・・・・・・・・・パルサリング
１０ａ・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
１０ｂ・・・・・・・・・・・・・・立板部
１０ｃ・・・・・・・・・・・・・・内鍔部
１０ｄ・・・・・・・・・・・・・・円筒部
１１・・・・・・・・・・・・・・・固定ボルト
１２・・・・・・・・・・・・・・・透孔
１３・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
１４・・・・・・・・・・・・・・・長穴
５１・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
５１ａ・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
５１ｂ・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５２・・・・・・・・・・・・・・・内輪
５２ａ・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
５３・・・・・・・・・・・・・・・円錐ころ
５４・・・・・・・・・・・・・・・保持器
５５、５６・・・・・・・・・・・・シール
５７・・・・・・・・・・・・・・・トーンホイール
５８・・・・・・・・・・・・・・・抑えリング

Claims (5)

1. 一端部外周に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
   外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
   この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、
   前記外方部材と内方部材とで形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記外方部材の他端部にパルサリングが装着された車輪用軸受装置において、
   前記パルサリングが、前記外方部材の他端部に外嵌される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向外方に延びる立板部と、前記嵌合部から径方向内方に延び、前記外方部材の端面に密着される内鍔部とを有し、前記立板部に、円周方向に交互に、かつ等間隔に特性が変化する被検出部が形成されると共に、前記内鍔部に、周方向に長円となる複数の長穴が形成され、これらの長穴に固定ボルトを通して前記パルサリングが前記外方部材に締結されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記内鍔部の内径が、前記外方部材のシール嵌合部の内径よりも小径に設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記被検出部が、周方向等配に形成された複数の透孔からなり、これらの透孔が径方向に長円をなす長窓形状に形成されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記立板部の外縁に軸方向に延びる円筒部が連設されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
5. 前記パルサリングが、防錆能を有する磁性鋼板からプレス加工によって形成されている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。

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