JP2008202733A - センサ付シール装置および車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車輪用軸受装置への組立性および密封性を向上させたセンサ付シール装置を提供することである。
【解決手段】センサ付シール装置２１は、回転部材としての車輪側軌道部材１２に固定される回転側シール部材２２と、固定部材としての車体側軌道部材１３に固定される固定側シール部材２３と、回転側シール部材２２に保持される被検出部としてのパルサリング２７と、固定側シール部材２３に保持されて、パルサリング２７を検出するセンサ２８と、回転側シール部材２２と固定側シール部材２３との間に転がり軸受の軸方向端面を密封する第１の密封部材２６と、固定側シール部材２３に一体として固定され、固定側シール部材２３と車体側軌道部材１３との間を密封する第２の密封部材３０とを備える。
【選択図】図２

Description

この発明は、自動車等の車輪用軸受装置、特にセンサ付シール装置を備える車輪用軸受装置に関するものである。

従来の自動車等の車輪用軸受装置１０１は、例えば、特開２００６−１８３７０１号公報（特許文献１）に記載されている。図４を参照して、同公報に記載されている車輪用軸受装置１０１は、車輪側軌道部材１０２と、車体側軌道部材１０３と、車輪側軌道部材１０２および車体側軌道部材１０３の間に配置される複数の球１０４と、センサ付シール装置１０５とを主に備える。なお、車輪側軌道部材１０２はタイヤ（図示省略）に、車体側軌道部材１０３は懸架装置（図示省略）にそれぞれ連結される。

また、センサ付シール装置１０５のさらに外側には、車輪側軌道部材１０２との間でラビリンスを構成するシールド部材１０６が配置されている。さらに、車体側軌道部材１０３とセンサ付シール装置１０５との間には、両者の間を密封するＯリング１０７が配置されている。
特開２００６−１８３７０１号公報

上記構成の車輪用軸受装置１０１は、車体側軌道部材１０３に当接するセンサ付シール装置１０５の壁面にＯリング１０７を嵌め込んだ状態で、センサ付シール装置１０５を車体側軌道部材１０３に圧入することによって組み立てられる。

このとき、別部品であるＯリング１０７を装着し忘れたり、センサ付シール装置１０５を車体側軌道部材１０３に圧入する際に、Ｏリング１０７が両者の間に挟まれて破損等するおそれがある。その結果、車体側軌道部材１０３とセンサ付シール装置１０５との当接部分の密封性が低下し、車輪用軸受装置１０１のトラブルの原因となる。

そこで、この発明の目的は、車輪用軸受装置への組立性および密封性を向上させたセンサ付シール装置、およびこのようなセンサ付シール装置を採用することにより、密封性に優れ、信頼性の高い車輪用軸受装置を提供することである。

この発明に係るセンサ付シール装置は、回転部材に固定される回転側シール部材と、固定部材に固定される固定側シール部材と、回転側シール部材に保持される被検出部と、固定側シール部材に保持されて、被検出部を検出するセンサと、回転側シール部材と固定側シール部材との間に転がり軸受の軸方向端面を密封する第１の密封部材と、固定側シール部材に一体として固定され、固定側シール部材と固定部材との間を密封する第２の密封部材とを備える。

上記構成のように、固定部材と固定側シール部材との間を密封する第２の密封部材を予め固定側シール部材に固定しておくことにより、車輪用軸受装置の組立工程を簡素化することができる。また、組立時に第２の密封部材を装着し忘れることがないので、車輪用軸受装置の密封性の低下を防止することができる。

この発明に係る車輪用軸受装置は、外径面に内側軌道面を有する回転部材としての車輪側軌道部材と、内径面に外側軌道面を有する固定部材としての車体側軌道部材と、内側軌道面および外側軌道面の間に配置される複数の転動体と、車輪側軌道部材および車体側軌道部材の端面を密封する上記構成のセンサ付シール装置とを備える。上記構成のセンサ付シール装置を採用することによって、密封性に優れ、信頼性の高い車輪用軸受装置を得ることができる。

一実施形態として、第２の密封部材は、断面形状がリップ形状であって、その先端は車体側軌道部材の外径面に当接する。

他の実施形態として、車体側軌道部材の固定側シール部材に当接する壁面の外径側の角部には、面取り部が設けられており、第２の密封部材は、面取り部に当接する。

上記の各構成のように、第２の密封部材を車体側軌道部材の外径面または面取り部に当接させることにより、図４に示した従来のＯリング１０７のように、車体側軌道部材と固定側シール部材との当接面に挟まれて破損等するのを有効に防止することができる。その結果、さらに密封性に優れた車輪用軸受装置を得ることができる。

この発明によれば、車体側軌道部材と固定側シール部材との間を密封する第２の密封部材を予め固定側シール部材に固定しておくことにより、組立性および密封性を向上したセンサ付シール装置、およびのようなセンサ付シール装置を採用することにより、密封性に優れ、信頼性の高い車輪用軸受装置を得ることができる。

図１および図２を参照して、この発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置１１、およびこの車輪用軸受装置１１に採用されるセンサ付シール装置２１を説明する。なお、図１は車輪用軸受装置１１を示す図、図２は図１のＰ部の拡大図である。

まず、図１を参照して、車輪用軸受装置１１は、車輪側軌道部材１２と、車体側軌道部材１３と、車輪側軌道部材１２および車体側軌道部材１３の間に配置される複数の転動体としての球１４と、隣接する球１４の間隔を保持する保持器１５と、センサ付シール装置２１とを主に備える。なお、車輪側軌道部材１２はタイヤ（図示省略）に、車体側軌道部材１３は懸架装置（図示省略）にそれぞれ連結される。

車輪側軌道部材１２は、大径部１２ａと、大径部１２ａより外径寸法が相対的に小さい小径部１２ｂと、フランジ部１２ｃとを含む。大径部１２ａの外径面には、球１４を受け入れる第１の内側軌道面１２ｄが設けられている。小径部１２ｂの外径面には、球１４を受け入れる第２の内側軌道面１２ｅを有する内輪部材１２ｆが嵌合固定されている。この車輪側軌道部材１２は、一端側（図１の右側）でフランジ部１２ｃとタイヤ（図示省略）とが接続され、他端側（図１の左側）で等速ジョイント（ＣＶＪ）１６を介して駆動軸（図示省略）と接続される。

車体側軌道部材１３は、第１および第２の内側軌道面１２ｄ，１２ｅに対面する位置に、第１および第２の外側軌道面１３ｃ，１３ｄを有する円筒部１３ａと、車体に固定するボルト穴を有するフランジ部１３ｂとを有する。そして、車体に固定されるナックル（図示省略）は、円筒部１３ａの外径面に嵌合すると共にフランジ部１３ｂのボルト穴にボルトで固定される。

球１４は、第１の内側軌道面１２ｄと第１の外側軌道面１３ｃとの間（図１中の「右側軌道」）、および第２の内側軌道面１２ｅと第２の外側軌道面１３ｄとの間（図１中の「左側軌道」）にそれぞれ複数個配置される。そして、車輪側軌道部材１２を回転側軌道輪、車体側軌道部材１３を非回転側軌道輪として、タイヤを自動車本体に対して回転自在に支持する。なお、この実施形態においては、右側軌道および左側軌道それぞれに配置される球１４のＰＣＤは同一である。

なお、上記構成の車輪用軸受装置１１においては、左側軌道および右側軌道それぞれに配置される球１４の個数を同じとしてもよいが、左右の軌道それぞれに配置される球１４の個数を相互に異ならせてもよい。具体的には、停止時や直進時等に相対的に大きな負荷が作用する車体側の軌道（左側軌道）に配置される球１４の個数を多くするのが望ましい。これにより、軸受としての剛性が向上し、耐久性に優れた車輪用軸受装置１１を得ることができる。

また、上記構成の車輪用軸受装置１１は自動車の足回りに取り付けられるので、泥水、塩水、および塵埃（以下「塵埃等」という）が軌道面に浸入することによって回転不良を生じるおそれがある。そこで、車輪側軌道部材１２および車体側軌道部材１３の間に塵埃等の混入を防止する密封部材としてのシール部材１８が設けられている。また、自動車の制御に必要な種々の情報を取得するために、一方側（図１の左側）にはセンサ付シール装置２１が取り付けられている。さらに、センサ付シール装置２１のさらに外側には、シールド部材２９が配置されている。

次に、図２を参照して、センサ付シール装置２１は、被検出部としてのパルサリング２７を有し、車輪側軌道部材１２に固定される回転側シール部材２２と、パルサリング２７と径方向に対面する位置に検出部としてのセンサ２８を有し、車体側軌道部材１３に固定される固定側シール部材２３とを主に備える。

回転側シール部材２２（「スリンガ」とも呼ばれる）には、内輪部材１２ｆの外径面に嵌合する円筒部２２ａと、円筒部２２ａの一方側端部（図２の左側）から径方向外側に延びる外向きフランジ部２２ｂとが設けられている。また、パルサリング２７は、円筒部２２ａの外径面に嵌合固定される。

固定側シール部材２３は、形状保持部材としての芯金２４と、樹脂部材２５と、密封部材としての第１および第２の弾性シール２６，３０とを有する。

芯金２４は、車体側軌道部材１３に嵌合固定される嵌合用円筒部２４ａと、嵌合用円筒部２４ａの内径側に位置する水分侵入防止用円筒部２４ｃと、嵌合用円筒部２４ａの一方側端部（図２の右側）と水分侵入防止用円筒部２４ｃの一方側端部（図２の右側）とを接続するフランジ部２４ｂと、水分侵入防止用円筒部２４ｃの他方側端部（図２の左側）からさらに径方向内側に延びる内向きフランジ部２４ｄと、嵌合用円筒部２４ａの他方側端部（図２の左側）から径方向外側に延びる外向きフランジ部２４ｅとを含む。

樹脂部材２５は、芯金２４を覆うように配置される円環形状の部材である。また、芯金２４と樹脂部材２５とはインサート成形によって一体化されており、芯金２４の嵌合用円筒部２４ａと水分侵入防止用円筒部２４ｃとの間でセンサ２８をモールドしている。さらに、円周上のセンサ２８に対応する位置からナックルに設けられた貫通孔（図示省略）を通って径方向外側に突出するコネクタ部２５ａが設けられている。このコネクタ部２５ａと制御装置（図示省略）とはハーネス（図示省略）によって接続されており、センサ２８の検出信号を制御装置に送信する。

第１の弾性シール２６は、芯金２４の第２の内向きフランジ部２４ｄに固定され、パルサリング２７の第１の円筒部２７ａに摺接する第１および第２のラジアルリップ部２６ａ，２６ｂと、回転側シール部材２２の外向きフランジ部２２ｂ、およびパルサリング２７のフランジ部２７ｂそれぞれに摺接する第１および第２のアキシアルリップ部２６ｃ，２６ｄとを有する。

第２の弾性シール３０は、断面形状がリップ形状の円環状部材である。そして、リップ形状の根元部分が外向きフランジ部２４ｅの外径側端部に固定され、リップ形状の先端部分が車体側軌道部材１３の外径面に当接するように配置される。第２の弾性シール３０を外向きフランジ部２４ｅに固定する方法は特に限定されないが、例えば、加硫接着等で固定することができる。これにより、第２の弾性シール３０は、車体側軌道部材１３と固定側シール部材２３との当接部分を密封する。

なお、図２では、第２の弾性シール３０の形状を明らかにするために、第２の弾性シール３０の先端部分と車体側軌道部材１３とが重なるように図示しているが、実際には、第２の弾性シール３０が弾性変形して、車体側軌道部材１３の外径面に当接する。

上記構成のように、第２の弾性シール３０を予め固定側シール部材２３の構成要素として一体化しておくことにより、第２の弾性シール３０の装着し忘れを防止し、車輪用軸受装置１１の密封性の低下を防止することができる。

また、第２の弾性シール３０の先端を車体側軌道部材１３の外径面に当接させることにより、車体側軌道部材１３と固定側シール部材２３との間に挟まれて、第２の弾性シール３０が破損等するのを有効に防止することができる。

なお、第２の弾性シール３０を取り付けやすくする観点から、外側フランジ部２４ｅの外径側端部は、固定側シール部材２３の車体側軌道部材１３に対する挿入方向（図２の右方向）に屈曲させておくのが望ましい。

また、車体側軌道部材１３および固定側シール部材２３は共に回転しないので、リップ先端の締め代を大きくすることができる。その結果、車体側軌道部材１３と固定側シール部材２３との間の密封性が向上する。

また、車体側軌道部材１３の固定側シール部材２３に当接する壁面の外径側の角部に、面取り部１３ｅを設けてもよい。これにより、固定側シール部材２３を車体側軌道部材１３に圧入する際に、第２の弾性シール３０の先端が両者に挟まれて破損等するのをさらに有効に防止することができる。

また、第２の弾性シール３０に当接部分に連なる車輪側起動部材１３の円筒部１３ａは、相対的に径方向寸法の小さい小径部と、相対的に径方向寸法の大きい大径部とを含む。そして、小径部で第２の弾性シール３０と当接し、大径部でナックルと嵌合する。そのため、外向きフランジ部２４ｅの外径側端部がナックルに干渉するのを防止する観点から、大径部は、外向きフランジ部２４ｅの外径側端部より径方向外側に位置する必要がある。

パルサリング２７は、回転側シール部材２２の円筒部２２ａに嵌合固定される第１の円筒部２７ａ、第１の円筒部２７ａより外径寸法が相対的に大きい第２の円筒部２７ｃ、および第１の円筒部２７ａと第２の円筒部２７ｃとを接続するフランジ部２７ｂを有する着磁体支持リング２７ｄと、第２の円筒部２７ｃの外径面に設けられた着磁体２７ｅとを有する。着磁体支持リング２７ｄは、例えば、ＳＵＳ４３０等の磁性を有する金属材料によって形成されている。着磁体２７ｅは、第２の円筒部２７ｃの円周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置され、回転信号としての磁力を発する。

センサ２８は、着磁体２７ｅから発せられる磁力を検出する磁力センサであって、樹脂部材２５にモールドされた状態で芯金２４の嵌合用円筒部２４ａと水分侵入防止用円筒部２４ｃとの間に配置される。また、着磁体２７ｅとセンサ２８とは、径方向に所定の隙間（エアギャップ）を設けて対面するように配置されている。両者の隙間は、検出精度の観点から、接触しない範囲でできるだけ小さい（例えば、０．１ｍｍ程度）ことが望ましい。

さらに、樹脂部材２５の図２中の左側の壁面には、中央に貫通孔２９ａを有する円板形状のシールド部材２９が配置されている。シールド部材２９の樹脂部材２５への取り付け方法としては、例えば、接着剤による接着が考えられる。貫通孔２９ａの直径は、回転側シール部材２２の外向きフランジ部２２ｂの外径寸法より小さく設定されており、回転側シール部材２２の外向きフランジ部２２ｂとの間で塵埃等の通過を防止するラビリンスを構成している。

上記構成のセンサ付シール装置２１は、タイヤと一体回転するパルサリング２７をセンサ２８で検出することにより、自動車の制御を行うための種々の情報を取得することができる。例えば、センサ２８の出力は、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）の制御に用いられる。また、第１の弾性シール２６およびシールド部材２９は、着磁体２７ｅとセンサ２８とが対面する位置を経由して軌道面位置への塵埃等の混入を防止する。また、第２の弾性シール３０は、車体側軌道部材１３と固定側シール部材２３との当接部分を経由して軌道面位置への塵埃等の混入を防止する。

次に、図３を参照して、この発明の他の実施形態に係る第２の弾性シール４０を取り付けた車輪用軸受装置１１を説明する。なお、図３は車輪用軸受装置１１の図２に対応する図である。なお、弾性シール３０との共通点の説明は省略し、相違点を中心に説明する。

図３を参照して、第２の弾性シール４０は円環状部材であって、外向きフランジ部２４ｅの外径側端部に固定されて、車体側軌道部材１３の面取り部１３ｅに当接するように配置される。上記構成の第２の弾性シール４０によっても図２に示した第２の弾性シール３０と同等の効果を得ることができると共に、第２の弾性シール３０より形状が単純であるので、製造コストを削減することができる。

なお、上記の実施形態においては、着磁部材２７ｄとセンサ２８とを径方向（ラジアル方向）に対面させた例を示したが、これに限ることなく、両者を軸方向（アキシアル方向）に対面するように配置してもよい。

さらに、上記の実施形態においては、センサ２８として磁力センサの例を示したが、これに限ることなく、任意の構成のセンサを採用することができる。例えば、光学センサ等であってもよい。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明は、自動車の車輪用軸受装置等に採用されるセンサ付シール装置に有利に利用される。

車輪用軸受装置を示す図である。 図１のＰ部の拡大図である。 この発明の他の実施形態に係る車輪用軸受装置の図２に対応する図である。 従来の車輪用軸受装置を示す図である。

符号の説明

１１，１０１ 車輪用軸受装置、１２，１０２ 車輪側軌道部材、１２ａ 大径部、１２ｂ 小径部、１２ｃ，１３ｂ，２４ｂ，２７ｂ フランジ部、１２ｄ，１２ｅ 内側軌道面、１２ｆ 内輪部材、１３，１０３ 車体側軌道部材、１３ａ，２２ａ，２４ａ，２４ｃ，２７ａ，２７ｃ 円筒部、１３ｃ，１３ｄ 外側軌道面、１３ｅ 面取り部、１４，１０４ 球、１５ 保持器、１６ 等速ジョイント、１８ シール部材、２１，１０５ センサ付シール装置、２２ 回転側シール部材、２２ｂ，２４ｅ 外向きフランジ部、２３ 固定側シール部材、２４ 芯金、２４ｄ 内向きフランジ部、２５ 樹脂部材、２５ａ コネクタ部、２６，３０，４０ 弾性シール、２６ａ，２６ｂ ラジアルリップ、２６ｃ，２６ｄ アキシアルリップ、２７ パルサリング、２７ｄ 着磁体支持リング、２７ｅ 着磁体、２８ センサ、２９，１０６ シールド部材、２９ａ 貫通孔、１０７ Ｏリング。

Claims (4)

1. 回転部材に固定される回転側シール部材と、
   固定部材に固定される固定側シール部材と、
   前記回転側シール部材に保持される被検出部と、
   前記固定側シール部材に保持されて、前記被検出部を検出するセンサと、
   前記回転側シール部材と前記固定側シール部材との間に転がり軸受の軸方向端面を密封する第１の密封部材と、
   前記固定側シール部材に一体として固定され、前記固定側シール部材と前記固定部材との間を密封する第２の密封部材とを備える、センサ付シール装置。
2. 外径面に内側軌道面を有する回転部材としての車輪側軌道部材と、
   内径面に外側軌道面を有する固定部材としての車体側軌道部材と、
   前記内側軌道面および前記外側軌道面の間に配置される複数の転動体と、
   前記車輪側軌道部材および前記車体側軌道部材の端面を密封する請求項１に記載のセンサ付シール装置とを備える、車輪用軸受装置。
3. 前記第２の密封部材は、断面形状がリップ形状であって、その先端は前記車体側軌道部材の外径面に当接する、請求項２に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記車体側軌道部材の前記固定側シール部材に当接する壁面の外径側の角部には、面取り部が設けられており、
   前記第２の密封部材は、前記面取り部に当接する、請求項２に記載の車輪用軸受装置。

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