JP2009030760A - 回転速度検出装置付き車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外方部材とセンサホルダの嵌合部の気密性を高めて密封性を確保した回転速度検出装置付き車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】外方部材５の端部に圧入され、合成樹脂から射出成形によって形成されて回転速度センサ２８が包埋されたセンサホルダ１９と、磁性体粉が混入されて周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁されたゴム磁石からなり、回転速度センサ２８に所定のエアギャップを介して対峙する磁気エンコーダ２７とを備えると共に、シール９が、センサホルダ１９と内輪２との間に装着された回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、センサホルダ１９の嵌合部に金属環３０がインサート成形により一体に結合され、この金属環３０を介して外方部材５に圧入されると共に、金属環３０の端部に折曲部３１と係止部３０ａが形成され、この係止部３０ａが外方部材５の内周に形成された環状凹部５ｃに係止されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車輪の回転速度を検出する回転速度センサを内蔵した回転速度検出装置付き車輪用軸受装置に関するものである。

自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承すると共に、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）を制御するために車輪の回転速度を検出する装置が軸受に内蔵された回転速度検出装置付き車輪用軸受装置が一般的に知られている。従来、このような車輪用軸受装置は、転動体を介して転接する内方部材および外方部材の間にシール装置が設けられ、円周方向に磁極を交互に並べてなる磁気エンコーダを前記シール装置に一体化させると共に、磁気エンコーダと、この磁気エンコーダに対面配置され、車輪の回転に伴う磁気エンコーダの磁極変化を検出する回転速度センサとで回転速度検出装置が構成されている。

前記回転速度センサは、懸架装置を構成するナックルに車輪用軸受装置が装着された後、当該ナックルに装着されているものが一般的である。しかし、この回転速度センサと磁気エンコーダとのエアギャップ調整作業の煩雑さを解消すると共に、よりコンパクト化を狙って最近では、回転速度センサをも軸受に内蔵した回転速度検出装置付き車輪用軸受装置が提案されている。

このような回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の一例として図９に示すような構造が知られている。この回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は、ハブ輪５５と複列の転がり軸受５０と等速自在継手６１が着脱自在にユニット化されている。複列の転がり軸受５０は、外方部材５１と内方部材５２と複列のボール５３、５３とを備えている。外方部材５１は、外周に懸架装置を構成するナックル５４に取り付けられるための車体取付フランジ５１ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面５１ａ、５１ａが一体に形成されている。

一方、内方部材５２は、ハブ輪５５と、このハブ輪５５に固定された内輪５６とからなる。ハブ輪５５は、一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５５ｄを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面５１ａ、５１ａの一方に対向する内側転走面５５ａと、この内側転走面５５ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５５ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション５５ｃが形成されている。

内輪５６は、外周に前記複列の外側転走面５１ａ、５１ａの他方に対向する内側転走面５６ａが形成され、ハブ輪５５の小径段部５５ｂに所定のシメシロを介して圧入されている。そして、小径段部５５ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部５７によって内輪５６が軸方向に固定されている。

外方部材５１の複列の外側転走面５１ａ、５１ａと、これらに対向するハブ輪５５の内側転走面５５ａおよび内輪５６の内側転走面５６ａ間には複列のボール５３、５３が収容され、保持器５８、５８によって転動自在に保持されている。また、外方部材５１と内方部材５２との間に形成される環状空間の開口部にはシール５９、６０が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。

等速自在継手６１は、外側継手部材６２と継手内輪６３とケージ６４およびトルク伝達ボール６５からなる。外側継手部材６２は、カップ状のマウス部６６と、このマウス部６６の底部をなす肩部６７と、この肩部６７から軸方向に延びる軸部６８とを一体に有している。軸部６８の外周にはハブ輪５５のセレーション５５ｃに係合するセレーション６８ａと、このセレーション６８ａの端部に雄ねじ６８ｂが形成されている。そして、ハブ輪５５にこの外側継手部材６２がセレーション５５ｃ、６８ａを介してトルク伝達可能に内嵌され、雄ねじ６８ｂに締結された固定ナット６９によってハブ輪５５と外側継手部材６２が着脱自在にユニット化されている。

シール６０は、図１０に示すように、第１のシールリング７０と第２のシールリング７１とが組み合わされた、所謂パックシールで構成されている。第１のシールリング７０は外方部材５１に装着され、断面が略Ｌ字状に形成された芯金７２と、この芯金７２に被着され、主リップ７３ａと補助リップ７３ｂからなるシール部材７３とからなる。

第２のシールリング７１は内輪５６に装着され、断面が略Ｌ字状に形成された芯金７４と、この芯金７４に被着されたラジアルリップ７５とからなる。この第２のシールリング７１にパルサリング７６が取り付けられている。パルサリング７６は、芯金７４に外嵌され、断面が略コの字状に形成された芯金７７と、この芯金７７に被着された多極磁石ロータ７８からなる。この多極磁石ロータ７８は、磁性粉を含有したゴムまたは樹脂を加硫接着して周方向交互にＮ極、Ｓ極を配置するように径方向から着磁されている。

ここで、第１のシールリング７０における芯金７２の外周面全周にはセンサホルダ７９が積層されている。このセンサホルダ７９はポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の非磁性の樹脂材で形成され、磁気センサ８０が埋設されている。そして、センサホルダ７９の円周所定位置には、磁気センサ８０と車体の電子回路に接続されたハーネス（図示せず）とを結線する雌型のコネクタ８１が径方向外方に突出する状態で一体に形成されている。

このように、ラジアルリップ７５がパルサリング７６よりも外側に配置されているので、パルサリング７６が雨水やダスト等により汚れるのを防止することができると共に、第１のシールリング７０の主リップ７３ａおよび補助リップ７３ｂによってボール５３および転走面から隔離されているので、ボール５３の回転によって生じる金属摩耗粉等がパルサリング７６に付着するのを防止することができ、検出精度の低下を回避することができる。
特開２００５−９８３３２号公報

然しながら、こうした従来の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は、センサホルダ７９がシメシロを持って直接外方部材５１の端部に圧入される構造で、センサホルダ７９が粘弾性材料からなる樹脂製のため、圧入により固定部が歪み、密封性が確保できない恐れがある。これでは、センサホルダ７９の固定力が低下して軸受内部に雨水やダスト等が侵入すると共に、センサホルダ７９が位置ずれを起こし、速度検出機能を満足しなくなってしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、外方部材とセンサホルダの嵌合部の気密性を高めて密封性を確保した回転速度検出装置付き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、外周に懸架装置に取り付けるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部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、外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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の間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールと、前記外方部材のインナー側の端部にシメシロを介して内嵌され、合成樹脂から射出成形によって形成されて回転速度センサが包埋されたセンサホルダと、円周方向に関する特性が交互にかつ等間隔に変化するように構成され、前記回転速度センサに所定のエアギャップを介して対峙するパルサリングとを備えると共に、前記シールのうちインナー側のシールが、前記センサホルダと内輪との間に配設された回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、前記センサホルダの嵌合部に金属環がインサート成形により一体に結合され、この金属環を介して当該センサホルダが前記外方部材に圧入されている。

このように、外方部材のインナー側の端部にシメシロを介して内嵌され、合成樹脂から射出成形によって形成されて回転速度センサが包埋されたセンサホルダを備えた内輪回転タイプの回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、センサホルダの嵌合部に金属環がインサート成形により一体に結合され、この金属環を介して当該センサホルダが外方部材に圧入されているので、センサホルダが粘弾性材料からなる樹脂製であっても、嵌合部を補強して圧入によって嵌合部が歪むのを防止することができ、センサホルダの固定力を確保することができる。したがって、外方部材とセンサホルダの嵌合部の気密性を高めて密封性を確保した回転速度検出装置付き車輪用軸受装置を提供することができる。

好ましくは、請求項２に記載の発明は、前記金属環の端部に折曲部が形成され、この折曲部に前記センサホルダがモールドされていれば、センサホルダが金属環から剥離するのを防止し、長期間に亘って嵌合部の気密性を維持することができる。

さらに好ましくは、請求項３に記載の発明は、前記折曲部が径方向に延びる複数の折曲片で構成されていれば、運転中に振動等によって金属環に対してセンサホルダが回動するのを防止することができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記外方部材の内周に環状凹部が形成されると共に、前記金属環の端部に径方向外方に傾斜して係止部が形成され、この係止部が前記環状凹部に係止されていれば、センサホルダが外方部材に対して位置ずれするのを防止し、長期間に亘って安定した速度検出を行うことができ、信頼性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、前記センサホルダが圧入される前記外方部材の嵌合部に環状凹部が形成されると共に、前記金属環の嵌合部に円弧状の環状凸部が形成され、この環状凸部が前記環状凹部に係止されていれば、センサホルダが外方部材に対して位置ずれするのを防止することができると共に、外方部材にセンサホルダをスムーズに圧入することができる。

また、請求項６に記載の発明のように、前記センサホルダが圧入される前記外方部材の嵌合部に環状凹部が形成されると共に、前記金属環の嵌合部に径方向外方に突出する弾性片が切り起こし加工によって周方向等配に複数形成され、この弾性片が前記環状凹部に係止されていれば、センサホルダが外方部材に対して位置ずれするのを防止することができると共に、外方部材にセンサホルダを圧入する際、弾性片が容易に弾性変形してスムーズに圧入することができ、圧入後はこの弾性片が外方部材の環状凹部に確実に係合し、センサホルダの引抜き耐力を格段に高めることができる。

また、請求項７に記載の発明のように、前記金属環が防錆能を有する鋼鈑からプレス加工によって形成されていれば、嵌合部から雨水等が浸入しても外方部材が発錆するのを防止することができ、センサホルダの固定力を確保することができる。

また、請求項８に記載の発明のように、前記シールのうちインナー側のシールが、前記センサホルダがインサート成形され、鋼板からプレス加工によって形成された芯金、およびこの芯金に一体に接合されたシール部材からなる環状のシール板と、このシール板に対向して前記内輪の外径に圧入され、鋼板からプレス加工によって断面が略Ｌ字状に形成されたスリンガと、このスリンガに嵌合固定された前記パルサリングと、このパルサリングに一体に接合された磁気エンコーダとを備え、この磁気エンコーダが、磁性体粉が混入されて周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁されたゴム磁石からなり、前記回転速度センサに所定の径方向すきまを介して対峙されると共に、前記シール部材が複数のシールリップを一体に有し、これらシールリップが前記パルサリングに摺接されていれば、転動体および各転走面から隔離され、転動体の回転によって生じる金属摩耗粉等が磁気エンコーダに付着するのを防止することができ、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。

好ましくは、請求項９に記載の発明のように、前記センサホルダが、繊維状強化材が所定量充填された非磁性の合成樹脂で形成されると共に、前記芯金が非磁性の鋼板からプレス加工にて形成されていれば、回転速度センサの感知性能に悪影響を及ぼさず、また、耐食性に優れ、長期間に亘って強度・耐久性を向上させることができると共に、長期間に亘って所望の速度検出機能を満足することができる。

また、請求項１０に記載の発明のように、前記シールのうちインナー側のシールが、鋼板からプレス加工によって形成され、前記センサホルダがインサート成形されて前記外方部材のインナー側の端部内周に圧入された芯金、およびこの芯金に一体に接合されたシール部材からなる環状のシール板と、このシール板に対向して配置されたスリンガとを備え、このスリンガが、鋼板からプレス加工によって断面が略コの字状に形成され、前記内輪の外径に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部と、この立板部から軸受内方側に延びる円筒状の外径部を有し、この外径部に、磁性体粉が混入されて周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁されたゴム磁石からなる磁気エンコーダが一体に接合され、この磁気エンコーダが前記回転速度センサに所定の径方向すきまを介して対峙されると共に、前記シール部材が複数のシールリップを一体に有し、これらシールリップが前記スリンガに摺接されていれば、部品点数を削減して低コスト化とコンパクト化を図ることができると共に、転動体および各転走面から隔離され、転動体の回転によって生じる金属摩耗粉等が磁気エンコーダに付着するのを防止することができる。

好ましくは、請求項１１に記載の発明のように、前記磁気エンコーダのインナー側の端部に環状壁が突出して形成され、前記センサホルダの内径面に僅かな径方向すきまを介して対峙してラビリンスシールが構成されていれば、部品点数を削減して低コスト化とコンパクト化を図ることができると共に、磁気エンコーダの検出部に外部から直接雨水やダスト等が侵入するのを防止し、密封性を向上することができる。

本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は、外周に懸架装置に取り付けるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部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、外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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の間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールと、前記外方部材のインナー側の端部にシメシロを介して内嵌され、合成樹脂から射出成形によって形成されて回転速度センサが包埋されたセンサホルダと、円周方向に関する特性が交互にかつ等間隔に変化するように構成され、前記回転速度センサに所定のエアギャップを介して対峙するパルサリングとを備えると共に、前記シールのうちインナー側のシールが、前記センサホルダと内輪との間に配設された回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、前記センサホルダの嵌合部に金属環がインサート成形により一体に結合され、この金属環を介して当該センサホルダが前記外方部材に圧入されているので、センサホルダが粘弾性材料からなる樹脂製であっても、嵌合部を補強して圧入によって嵌合部が歪むのを防止することができ、センサホルダの固定力を確保することができる。したがって、外方部材とセンサホルダの嵌合部の気密性を高めて密封性を確保した回転速度検出装置付き車輪用軸受装置を提供することができる。

外周に懸架装置に取り付けるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部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、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された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の間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールと、前記外方部材のインナー側の端部に所定のシメシロを介して内嵌され、合成樹脂から射出成形によって形成されて回転速度センサが包埋されたセンサホルダと、磁性体粉が混入されて周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁されたゴム磁石からなり、前記回転速度センサに所定のエアギャップを介して対峙する磁気エンコーダとを備えると共に、前記シールのうちインナー側のシールが、前記センサホルダと内輪との間に装着された回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、前記センサホルダの嵌合部に金属環がインサート成形により一体に結合され、この金属環を介して当該センサホルダが前記外方部材に圧入されると共に、前記金属環の端部に径方向外方に延びる複数の折曲片で構成された折曲部と径方向外方に傾斜して延びる係止部が形成され、この係止部が前記外方部材の内周に形成された環状凹部に係止されている。

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、本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の検出部を示す要部拡大図、図３（ａ）は、図２の金属環を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）の正面図、図４は、図２の変形例を示す要部拡大図、図５（ａ）は、図４の金属環を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）の正面図、図６および図７は、図２の他の変形例を示す要部拡大図である。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。

この回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は駆動輪用の第３世代構造と呼称され、ハブ輪１と内輪２からなる内方部材３と、この内方部材３に複列の転動体（ボール）４、４を介して外挿された外方部材５とを備え、等速自在継手１０が連結されている。

内方部材３は、ハブ輪１と、このハブ輪１に固定された内輪２とからなる。ハブ輪１は、アウター側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ６を一体に有し、外周にアウター側（一方）の内側転走面１ａと、この内側転走面１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）１ｃが形成されている。なお、車輪取付フランジ６の円周等配位置にはハブボルト６ａが植設されている。

ハブ輪１はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、内側転走面１ａをはじめ、後述するアウター側のシール１０が摺接する車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部１ｂに亙って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。なお、後述する加締部１ｄは未焼入れで鍛造加工後の表面硬さのままとされている。

内輪２は、外周にインナー側（他方）の内側転走面２ａが形成され、ハブ輪１の小径段部１ｂに所定のシメシロを介して圧入され、ハブ輪１の小径段部１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部１ｄによって所定の軸受予圧が付与された状態で軸方向に固定されている。なお、内輪２および転動体４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。

外方部材５はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、外周に懸架装置を構成するナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ５ｂを一体に有し、内周に内方部材３の内側転走面１ａ、２ａに対向する複列の外側転走面５ａ、５ａが一体に形成されている。そして、これらの複列の外側転走面５ａ、５ａ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。

外方部材５の複列の外側転走面５ａ、５ａと、これらに対向するハブ輪１の内側転走面１ａおよび内輪２の内側転走面２ａ間には複列の転動体４、４が収容され、保持器７、７によって転動自在に保持されている。そして、内輪２の小径側（正面側）の端面がハブ輪１の肩部に突合せ状態で衝合し、所謂背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受を構成している。また、外方部材５と内方部材３との間に形成される環状空間の開口部にはシール８、９が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。

等速自在継手１０は、外側継手部材１１と継手内輪１２とケージ１３およびトルク伝達ボール１４とを備えている。外側継手部材１１は、カップ状のマウス部１５と、このマウス部１５の底部をなす肩部１６と、この肩部１６から軸方向に延びる軸部１７とを一体に有している。軸部１７の外周にはハブ輪１のセレーション１ｃに係合するセレーション１７ａと、このセレーション１７ａの端部に雄ねじ１７ｂが形成されている。そして、ハブ輪１にこの外側継手部材１１がセレーション１ｃ、１７ａを介して加締部１ｄの端面と肩部１６が衝合するまで内嵌され、雄ねじ１７ｂに締結された固定ナット１８によってハブ輪１と外側継手部材１１がトルク伝達可能に、かつ着脱自在に結合されている。

本実施形態では、センサホルダ１９が外方部材５のインナー側の端部に装着されている。そして、インナー側のシール９はこのセンサホルダ１９と内輪２との間に形成される環状空間の開口部に装着されている。シール９は、図２に拡大して示すように、断面略Ｌ字状に形成された環状のシール板２０とスリンガ２１、およびこのスリンガ２１に外嵌されたパルサリング２２を備え、シール板２０とスリンガ２１は互いに対向して配置されている。シール板２０は、センサホルダ１９がインサート成形された芯金２３と、この芯金２３に加硫接着等で一体に接合されたシール部材２４とからなる。

芯金２３は、耐食性を有する鋼板、例えば、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）をプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成されている。特に、磁気検出に悪影響を及ぼさない非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼鈑が好ましい。また、シール部材２４は合成ゴム等の弾性部材からなり、主リップ２４ａとグリースリップ２４ｂを一体に有している。

スリンガ２１は、耐食性を有する鋼板、例えば、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）をプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成されている。このスリンガ２１は、内輪２の外径に圧入される円筒部２１ａと、この円筒部２１ａから径方向外方に延びる立板部２１ｂとを有し、この立板部２１ｂの端部にラジアルリップ２５が加硫接着によって一体に接合されている。

パルサリング２２は、スリンガ２１の円筒部２１ａに圧入される芯金２６と、この芯金２６の外径部に加硫接着により一体に接合された磁気エンコーダ２７からなる。芯金２６は、強磁性体の鋼鈑、例えば、フェライト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０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）からなり、プレス加工によって断面が略コの字状に形成されている。そして、シール部材２４の主リップ２４ａとグリースリップ２４ｂが芯金２６に摺接されると共に、スリンガ２１のラジアルリップ２５がシール板２０の芯金２３に摺接されている。一方、磁気エンコーダ２７は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たゴム磁石からなり、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁され、車輪の回転速度検出用のロータリエンコーダを構成している。

こうしたシール９を構成することにより、パルサリング２２が外部から侵入するダスト等により汚れるのを防止することができると共に、このパルサリング２２に摺接するシール板２０の主リップ２４ａおよびグリースリップ２４ｂによって転動体４および各転走面から隔離されているので、転動体４の回転によって生じる金属摩耗粉等が磁気エンコーダ２７に付着するのを防止することができ、長期間に亙って所望の検出精度を維持することができる。

センサホルダ１９はＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の非磁性の樹脂材で形成され、ＧＦ（グラス繊維）からなる繊維状強化材が１０〜４５ｗｔ％充填されている。これにより、回転速度センサ２８の感知性能に悪影響を及ぼさず、また、耐食性に優れ、長期間に亘って強度・耐久性を向上させることができる。また、ＧＦを充填させることにより、半結晶性材料を、そのガラス転移温度を超える温度で使用することができるため耐熱性が向上すると共に、弾性率の増大により剛性が高くなり、外方部材５に直接圧入されるこの種のセンサホルダ１９において、嵌合部が歪んで経年変化でクリープ変形が生ずるのを防止することができる。

ＧＦの充填量に関しては、１０ｗｔ％未満ではその効果が発揮されず、また、４５ｗｔ％を超えて充填されると、成形品内の繊維が異方性を引き起こして密度が大きくなって寸法安定性が低下し、外方部材５に直接圧入されるセンサホルダ１９としては好ましくない。なお、センサホルダ１９はＰＰＳ以外にもＰＡ（ポリアミド）６６、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の射出成形可能な合成樹脂を例示することができる。また、繊維状強化材としては、ＧＦに限らず、ＣＦ（炭素繊維）やアラミド繊維、ホウ素繊維等が例示できる。

センサホルダ１９には回転速度センサ２８が包埋され、磁気エンコーダ２７に所定の径方向すきま（エアギャップ）を介して対峙している。この回転速度センサ２８は、ホール素子、磁気抵抗素子（ＭＲ素子）等、磁束の流れ方向に応じて特性を変化させる磁気検出素子と、この磁気検出素子の出力波形を整える波形成形回路が組み込まれたＩＣとからなる。これにより、低コストで信頼性の高い回転速度検出装置を得ることができる。センサホルダ１９の円周所定位置（図中垂直方向の上部）には、回転速度センサ２８と車体の電子回路に接続されたハーネス（図示せず）とを結線する雌型のコネクタ２９が径方向外方に突出して設けられている。

なお、本実施形態では、回転速度検出装置として、磁気エンコーダ２７と、ホール素子等の磁気検出素子からなる回転速度センサ２８とからなるアクティブタイプの回転速度検出装置を例示したが、本発明に係る回転速度検出装置はこれに限らず、例えば、歯車等と、磁石と巻回された環状のコイル等からなるパッシブタイプであっても良い。

ここで、外方部材５の端部内周に圧入されるセンサホルダ１９の嵌合部に金属環３０がインサート成形により一体に結合されている。この金属環３０は、防錆能を有するオーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）からプレス加工によって形成され、端部に係止部３０ａと折曲部３１が形成されている。係止部３０ａは、外方部材５の内周に形成された環状凹部５ｃに係止するように径方向外方に傾斜して形成されている。これにより、センサホルダ１９が外方部材５に対して位置ずれするのを防止し、長期間に亘って安定した速度検出を行うことができ、信頼性を向上させることができる。

また、折曲部３１は、図３（ｂ）に示すように、径方向外方に延びる複数の折曲片３１ａ、３１ａで構成され、センサホルダ１９が金属環３０から軸方向に剥離するのを防止すると共に、運転中に振動等によって金属環３０に対してセンサホルダ１９が回動するのを防止し、長期間に亘って嵌合部の気密性を維持することができる。このように、本実施形態では、センサホルダ１９の嵌合部に金属環３０が一体に結合されているので、センサホルダ１９が粘弾性材料からなる樹脂製であっても、嵌合部を補強して圧入によって嵌合部が歪むのを防止することができると共に、嵌合部から雨水等が浸入しても外方部材５が発錆するのを防止することができ、センサホルダ１９の固定力を確保することができる。

なお、金属環３０は、前述したオーステナイト系ステンレス鋼鈑以外に、例えば、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｓｎ等の各種メッキ鋼板をはじめ、溶融亜鉛メッキ鋼板や、この溶融亜鉛メッキ後、加熱によりメッキ層をＺｎ−Ｆｅの合金にした合金化溶融亜鉛メッキ鋼板、亜鉛アルミニウム合金メッキ鋼板、クロムやホウ素を拡散浸透させる、所謂クロマイジング鋼板やカロライジング鋼板、あるいは、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系のメッキ鋼板（商品名：ＺＡＭ）等を例示することができる。

図４は、前述した実施形態の変形例を示している。この実施形態は図２に示す金属環の一部構成が異なるのみで、その他同一部品同一部位あるいは同一の機能を有する部品部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

センサホルダ１９の嵌合部に金属環３２がインサート成形により一体に結合され、この金属環３２を介してセンサホルダ１９が外方部材５の端部内周に圧入されている。この金属環３２は、防錆能を有するオーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）からプレス加工によって形成され、端部に係止部３０ａと折曲部３３が形成されている。

折曲部３３は、図５（ｂ）に示すように、径方向内方に延びる複数の折曲片３３ａ、３３ａで構成され、センサホルダ１９が金属環３２から軸方向に剥離するのを防止すると共に、運転中に振動等によって金属環３２に対してセンサホルダ１９が回動するのを防止し、長期間に亘って嵌合部の気密性を維持することができる。また、複数の折曲片３２ａが径方向内方に延びて形成されているので、金属環３２の剛性を高めることができ、薄肉の鋼板を素材として使用してもセンサホルダ１９の嵌合部を補強することができ、圧入によって嵌合部が歪むのを防止してセンサホルダ１９の固定力を確保することができる。

図６および図７は、前述した実施形態の他の変形例を示している。この実施形態は前述した金属環の構成が異なるのみで、その他同一部品同一部位あるいは同一の機能を有する部品部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

センサホルダ１９の嵌合部に金属環３４がインサート成形により一体に結合され、この金属環３４を介してセンサホルダ１９が外方部材５の端部内周に圧入されている。この金属環３４は、防錆能を有するオーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）からプレス加工によって形成され、一端部に折曲部３３が形成されている。

この金属環３４の嵌合部には径方向外方に環状凸部３４ａが形成されている。この環状凸部３４ａは、ローリング加工等によって円弧状に形成され、外方部材５の嵌合部に形成された環状凹部５ｄに係合してセンサホルダ１９が外方部材５に対して位置ずれするのを防止し、長期間に亘って安定した速度検出を行うことができる。また、環状凸部３４ａが円弧状に形成されているので、外方部材５にセンサホルダ１９をスムーズに圧入することができる。

図７に示す金属環３５は、前述した実施形態と同様、防錆能を有するオーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）からプレス加工によって形成され、嵌合部に径方向外方に突出する弾性片３５ａが形成されている。この弾性片３５ａは切り起こし加工によって周方向等配に複数形成され、圧入に伴って弾性変形し、外方部材５の嵌合部に形成された環状凹部５ｄの位置で弾性復帰して係合する。この弾性片３５ａが環状凹部５ｄに係合することにより、センサホルダ１９が外方部材５に対して位置ずれするのを防止している。また、外方部材５にセンサホルダ１９を圧入する際、弾性片３５ａが容易に弾性変形してスムーズに圧入することができると共に、圧入後はこの弾性片３５ａが外方部材５の環状凹部５ｄに確実に係合し、センサホルダ１９の引抜き耐力を格段に高めることができる。

図８は、本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す要部拡大図である。なお、この実施形態は、前述した第１の実施形態と基本的にセンサホルダとシールの構成が異なり、その他同一部品同一部位あるいは同一の機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

センサホルダ３６は、前述した実施形態と同様、ＰＰＳ等の非磁性の樹脂材で形成され、ＧＦからなる繊維状強化材が１０〜４５ｗｔ％充填されている。このセンサホルダ３６は外方部材５のインナー側の端部内周に圧入され、回転速度センサ２８が包埋されると共に、この回転速度センサ２８と車体の電子回路に接続されたハーネス（図示せず）とを結線する雌型のコネクタ２９が径方向外方に突出して形成されている。

ここで、インナー側のシール３７はセンサホルダ３６と内輪２との間に形成される環状空間の開口部に配設されている。シール３７は、断面略Ｌ字状に形成された環状のシール板３８とスリンガ３９を備え、互いに対向して配置されている。シール板３８は、センサホルダ３６がインサート成形された芯金４０と、この芯金４０に加硫接着等で一体に接合されたシール部材４１とからなる。

芯金４０は、耐食性を有する鋼板、例えば、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）をプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成されている。芯金４０は、外方部材５のインナー側の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒部４０ａと、この円筒部４０ａから径方向内方に延びる内径部４０ｂを有し、この内径部４０ｂにシール部材４１が接合されている。そして、円筒部４０ａの端縁には径方向外方に延びる折曲部４０ｃが形成され、センサホルダ３６が芯金４０から剥離するのを防止している。一方、シール部材４１は合成ゴム等の弾性部材からなり、主リップ２４ａとグリースリップ２４ｂ、および径方向外方に傾斜して延びるサイドリップ４１ａを一体に有している。

スリンガ３９は、強磁性体の鋼鈑、例えば、フェライト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０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）からなり、プレス加工によって断面が略コの字状に形成されている。このように、後述する磁気エンコーダ４２を一体に接合するスリンガ３９が強磁性体で構成されているため、磁気エンコーダ４２の出力信号が強くなり安定した検出精度を確保することができる。このスリンガ３９は、内輪２の外径に圧入される円筒部３９ａと、この円筒部３９ａから径方向外方に延びる立板部３９ｂと、この立板部３９ｂから軸受内方側に延びる円筒状の外径部３９ｃとを有している。そして、シール部材４１の主リップ２４ａとグリースリップ２４ｂがスリンガ３９の円筒部３９ａに摺接されると共に、サイドリップ４１ａが立板部３９ｂに摺接されている。

また、スリンガ３９の立板部３９ｂから外径部３９ｃに亙って磁気エンコーダ４２が加硫接着により一体に接合されている。磁気エンコーダ４２は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たゴム磁石からなり、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁され、車輪の回転速度検出用のロータリエンコーダを構成している。さらに、磁気エンコーダ４２のインナー側の端部には環状壁４２ａが突出して形成され、センサホルダ３６の内径面に僅かな径方向すきまを介して対峙し、ラビリンスシール４３が構成されている。これにより、部品点数を削減して低コスト化とコンパクト化を図ると共に、磁気エンコーダ４２の検出部に外部から直接雨水やダスト等が侵入するのを防止し、密封性を向上することができる。

こうしたシール３７を構成することにより、前述した実施形態と同様、磁気エンコーダ４２が、スリンガ３９に摺接する主リップ２４ａとグリースリップ２４ｂ、およびサイドリップ４１ａによって転動体４および各転走面から隔離されているので、転動体４の回転によって生じる金属摩耗粉等が磁気エンコーダ４２に付着するのを防止することができ、長期間に亙って所望の検出精度を維持することができる。

本実施形態では、シール３７を構成する芯金４０にセンサホルダ３６がインサート成形により一体に結合され、露出した芯金４０を介してセンサホルダ３６が外方部材５のインナー側の端部内周に金属嵌合されているので、センサホルダ３６が粘弾性材料からなる樹脂製であっても、嵌合部を補強して圧入によって嵌合部が歪むのを防止することができ、センサホルダ３６の固定力を高めることができると共に、部品点数を削減して低コスト化とコンパクト化を図ることができる。

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。

本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は、回転速度センサが包埋された樹脂製のセンサホルダを備え、このセンサホルダが外方部材の端部に圧入された車輪用軸受装置に適用することができる。

本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。 図１の検出部を示す要部拡大図である。 （ａ）は、図２の金属環を示す縦断面図である。 （ｂ）は、（ａ）の正面図である。 図２の変形例を示す要部拡大図である。 （ａ）は、図４の金属環を示す縦断面図である。 （ｂ）は、（ａ）の正面図である。 図２の他の変形例を示す要部拡大図である。 同上、図２の他の変形例を示す要部拡大図である。 本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す要部拡大図である。 従来の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置を示す縦断面図である。 図９の要部拡大図である。

符号の説明

１・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ、２ａ・・・・・・・・・・・・内側転走面
１ｂ・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
１ｃ、１７ａ・・・・・・・・・・・セレーション
１ｄ・・・・・・・・・・・・・・・加締部
２・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
３・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
４・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
５・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
５ａ・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
５ｂ・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５ｃ、５ｄ・・・・・・・・・・・・環状凹部
６・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
６ａ・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
６ｂ・・・・・・・・・・・・・・・インナー側の基部
７・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
８・・・・・・・・・・・・・・・・アウター側のシール
９、３７・・・・・・・・・・・・・インナーの側のシール
１０・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
１１・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
１２・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
１３・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
１４・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
１５・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
１６・・・・・・・・・・・・・・・肩部
１７・・・・・・・・・・・・・・・軸部
１７ｂ・・・・・・・・・・・・・・雄ねじ
１８・・・・・・・・・・・・・・・固定ナット
１９、３６・・・・・・・・・・・・センサホルダ
２０、３８・・・・・・・・・・・・シール板
２１、３９・・・・・・・・・・・・スリンガ
２１ａ、３９ａ、４０ａ・・・・・・円筒部
２１ｂ、３９ｂ・・・・・・・・・・立板部
２２・・・・・・・・・・・・・・・パルサリング
２３、２６、４０・・・・・・・・・芯金
２４、４１・・・・・・・・・・・・シール部材
２４ａ・・・・・・・・・・・・・・主リップ
２４ｂ・・・・・・・・・・・・・・グリースリップ
２５・・・・・・・・・・・・・・・ラジアルリップ
２７、４２・・・・・・・・・・・・磁気エンコーダ
２８・・・・・・・・・・・・・・・回転速度センサ
２９・・・・・・・・・・・・・・・コネクタ
３０、３２、３４、３５・・・・・・金属環
３０ａ・・・・・・・・・・・・・・係止部
３１、３３、４０ｃ・・・・・・・・折曲部
３１ａ、３３ａ・・・・・・・・・・折曲片
３４ａ・・・・・・・・・・・・・・環状凸部
３５ａ・・・・・・・・・・・・・・弾性片
３９ｃ・・・・・・・・・・・・・・外径部
４０ｂ・・・・・・・・・・・・・・内径部
４１ａ・・・・・・・・・・・・・・サイドリップ
４２ａ・・・・・・・・・・・・・・環状壁
４３・・・・・・・・・・・・・・・ラビリンスシール
５０・・・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
５１・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
５１ａ・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
５１ｂ・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５２・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
５３・・・・・・・・・・・・・・・ボール
５４・・・・・・・・・・・・・・・ナックル
５５・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５５ａ、５６ａ・・・・・・・・・・内側転走面
５５ｂ・・・・・・・・・・・・・・小径段部
５５ｃ、６８ａ・・・・・・・・・・セレーション
５５ｄ・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５６・・・・・・・・・・・・・・・内輪
５７・・・・・・・・・・・・・・・加締部
５８・・・・・・・・・・・・・・・保持器
５９・・・・・・・・・・・・・・・アウター側のシール
６０・・・・・・・・・・・・・・・インナー側のシール
６１・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
６２・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
６３・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
６４・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
６５・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
６６・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
６７・・・・・・・・・・・・・・・肩部
６８・・・・・・・・・・・・・・・軸部
６８ｂ・・・・・・・・・・・・・・雄ねじ
６９・・・・・・・・・・・・・・・固定ナット
７０・・・・・・・・・・・・・・・第１のシールリング
７１・・・・・・・・・・・・・・・第２のシールリング
７２、７４、７７・・・・・・・・・芯金
７３・・・・・・・・・・・・・・・シール部材
７３ａ・・・・・・・・・・・・・・主リップ
７３ｂ・・・・・・・・・・・・・・補助リップ
７５・・・・・・・・・・・・・・・ラジアルリップ
７６・・・・・・・・・・・・・・・パルサリング
７８・・・・・・・・・・・・・・・多極磁石ロータ
７９・・・・・・・・・・・・・・・センサホルダ
８０・・・・・・・・・・・・・・・磁気センサ
８１・・・・・・・・・・・・・・・コネクタ

Claims (11)

1. 外周に懸架装置に取り付けるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、
   一端部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、外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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の間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールと、
   前記外方部材のインナー側の端部にシメシロを介して内嵌され、合成樹脂から射出成形によって形成されて回転速度センサが包埋されたセンサホルダと、
   円周方向に関する特性が交互にかつ等間隔に変化するように構成され、前記回転速度センサに所定のエアギャップを介して対峙するパルサリングとを備えると共に、
   前記シールのうちインナー側のシールが、前記センサホルダと内輪との間に配設された回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、
   前記センサホルダの嵌合部に金属環がインサート成形により一体に結合され、この金属環を介して当該センサホルダが前記外方部材に圧入されていることを特徴とする回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
2. 前記金属環の端部に折曲部が形成され、この折曲部に前記センサホルダがモールドされている請求項１に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
3. 前記折曲部が径方向に延びる複数の折曲片で構成されている請求項２に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
4. 前記外方部材の内周に環状凹部が形成されると共に、前記金属環の端部に径方向外方に傾斜して係止部が形成され、この係止部が前記環状凹部に係止されている請求項１乃至３いずれかに記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
5. 前記センサホルダが圧入される前記外方部材の嵌合部に環状凹部が形成されると共に、前記金属環の嵌合部に円弧状の環状凸部が形成され、この環状凸部が前記環状凹部に係止されている請求項１乃至３いずれかに記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
6. 前記センサホルダが圧入される前記外方部材の嵌合部に環状凹部が形成されると共に、前記金属環の嵌合部に径方向外方に突出する弾性片が切り起こし加工によって周方向等配に複数形成され、この弾性片が前記環状凹部に係止されている請求項１乃至３いずれかに記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
7. 前記金属環が防錆能を有する鋼鈑からプレス加工によって形成されている請求項１乃至６いずれかに記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
8. 前記シールのうちインナー側のシールが、前記センサホルダがインサート成形され、鋼板からプレス加工によって形成された芯金、およびこの芯金に一体に接合されたシール部材からなる環状のシール板と、このシール板に対向して前記内輪の外径に圧入され、鋼板からプレス加工によって断面が略Ｌ字状に形成されたスリンガと、このスリンガに嵌合固定された前記パルサリングと、このパルサリングに一体に接合された磁気エンコーダとを備え、この磁気エンコーダが、磁性体粉が混入されて周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁されたゴム磁石からなり、前記回転速度センサに所定の径方向すきまを介して対峙されると共に、前記シール部材が複数のシールリップを一体に有し、これらシールリップが前記パルサリングに摺接されている請求項１乃至７いずれかに記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
9. 前記センサホルダが、繊維状強化材が所定量充填された非磁性の合成樹脂で形成されると共に、前記芯金が非磁性の鋼板からプレス加工にて形成されている請求項８に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
10. 前記シールのうちインナー側のシールが、鋼板からプレス加工によって形成され、前記センサホルダがインサート成形されて前記外方部材のインナー側の端部内周に圧入された芯金、およびこの芯金に一体に接合されたシール部材からなる環状のシール板と、このシール板に対向して配置されたスリンガとを備え、このスリンガが、鋼板からプレス加工によって断面が略コの字状に形成され、前記内輪の外径に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部と、この立板部から軸受内方側に延びる円筒状の外径部を有し、この外径部に、磁性体粉が混入されて周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁されたゴム磁石からなる磁気エンコーダが一体に接合され、この磁気エンコーダが前記回転速度センサに所定の径方向すきまを介して対峙されると共に、前記シール部材が複数のシールリップを一体に有し、これらシールリップが前記スリンガに摺接されている請求項１または２に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
11. 前記磁気エンコーダのインナー側の端部に環状壁が突出して形成され、前記センサホルダの内径面に僅かな径方向すきまを介して対峙してラビリンスシールが構成されている請求項１０に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。

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