JP2009180308A

JP2009180308A - センサー付き転がり軸受装置

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Publication number: JP2009180308A
Application number: JP2008020431A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Masuda; 善紀増田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2009-08-13
Anticipated expiration: 2028-01-31
Also published as: JP5035754B2

Abstract

【課題】ＡＢＳセンサーの固定の安定化を図る位置決め機能を高めたセンサー付き転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】内輪２ｂに固定され、周方向で磁気特性が交互に変化する磁気エンコーダー部９と、該磁気エンコーダー部９の回転による磁気変化を検出するＡＢＳセンサー１０と、内輪２ｂと外輪２ａとの間を密封する密封装置部８と、を備えるセンサー付き転がり軸受装置であって、密封装置部８は外輪２ａに嵌装されるアウターケース８ａと、内輪２ｂに嵌装されるインナーケース８ｂを有し、アウターケース８ａにはシール部材８ｃが一体化され、インナーケース８ｂには磁気エンコーダー部９が固定され、アウターケース８ａの当接面８ａ８が外輪２ａ端面に突き合わせられ、ＡＢＳセンサー１０の固定部材１０ｂを、外輪２ａ端面に突き合わされるアウターケース８ａの当該部位に突き合わせて、固定部材１０ｂとアウターケース８ａを締結部材で固定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、センサー付き転がり軸受装置に関する。

一般に、自動車のハブユニットには車輪の回転速度を検出する回転速度検出装置（回転検出装置）が取り付けられている。その回転検出装置は、例えば自動車のアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）の情報入力手段として用いられる。

この回転検出装置は、車輪を取り付けるハブと、このハブを内輪側で回転自在に支持し、かつ懸架装置に固定される外輪側を備えた軸受からなる軸受ユニットに使用される。この軸受ユニットの軸受の内輪側における車両インナー側には、回転検出装置を構成する磁気エンコーダーが固定される。外輪側における車両インナー側には、磁気エンコーダーを被覆する環状の保護板が設けられ、この保護板を介在させて磁気エンコーダーと対面配置させたセンサーが設けられている。これによって車輪の回転に伴い回転する磁気エンコーダーの磁気変化をセンサーによって検出するように構成されたものが知られている（特許文献１参照）。

特開２００５−２４１３５１号公報

ところが、特許文献１のものは、クリップ部の弾性力によりセンサーのヘッドをクリップオン式に装着したものである。この構造は、クリップ部が弾性変形することによりセンサーを押し付けているため、熱変化や経時的なばね部位の押し付けによりクリープが生じてしまい、センサーを固定する力が低下する。これによって、センサーを安定的に固定することができなくなり、センサーの安定的な出力検出が確保できない問題を有している。

本発明の課題は、ＡＢＳセンサーの固定の安定化を図るための位置決め機能を高め、信頼性向上を図るようにしたセンサー付き転がり軸受装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するために、本発明のセンサー付き転がり軸受装置は、車両インナー側の車両固定部材に接続される外輪と、車輪に接続される内輪と、前記内輪と前記外輪との間に介在される転動体と、前記内輪に固定され、周方向で磁気特性が交互に変化する磁気エンコーダー部と、該磁気エンコーダー部の回転による磁気変化を検出するように、前記磁気エンコーダー部と対向配置されるＡＢＳセンサーと、前記内輪と前記外輪との間を密封する密封装置部と、を備えるセンサー付き転がり軸受装置であって、前記密封装置部は前記外輪の外周又は内周に嵌装されるアウターケースと、前記内輪の外周に嵌装されるインナーケースを有し、前記アウターケースにはシール部材が一体化され、該シール部材は前記インナーケースと協働してシール機能が発揮され、前記インナーケースには前記磁気エンコーダー部が固定され、前記アウターケースは当接面を有し、この当接面が前記外輪の端面に突き合わせられ、前記ＡＢＳセンサーには固定部材が一体化され、この固定部材を前記外輪の端面に突き合わされる前記アウターケースの当該部位に突き合わせて、前記固定部材と前記アウターケースを締結部材で固定することを特徴とする。

上記構成とすることにより、内輪に圧入嵌装されて強固に固定されるアウターケースにＡＢＳセンサーを固定できるとともに、外輪に圧入嵌装されて強固に固定されるインナーケースに磁気エンコーダー部を固定でき、しかも、外輪の端面に突き合わされるアウターケースの当該部位に、ＡＢＳセンサーと一体化された固定部材を、面接触状態で突き合わせることが可能となり、クリップオン式に比べ、ＡＢＳセンサーと磁気エンコーダー部との相対的な位置決め機能（精度）が高まり、磁気変化の検出が良好となって、信頼性の向上を図ることができ、さらに、アウターケースの組み付けによって、ＡＢＳセンサーが所定位置に固定できるので、組立作業を容易に行うことができる。

また、締結部材として、いわゆる工業用のファスナーであるボルトやナットなどのネジ締結や、リベットによる加締め締結を使用できるため、強固に安定的に固定できる。これによってＡＢＳセンサーの固定位置が決められ、磁気変化の検出が損なわれることがない。その結果、ＡＢＳセンサーの位置決め機能が高められ、信頼性の向上を図ることができる。

また、上記課題を解決するために、前記ＡＢＳセンサーと前記磁気エンコーダー部とは、軸方向で対向配置されることを特徴とすることにより、上記効果に加え、インナーケースに固定する磁気エンコーダー部を円板環状形態に形成できるため、軸方向の位置決め精度が高いＡＢＳセンサーと相まって、磁気エンコーダー部との対向間隔を、精度よく安定化させることができる。

また、上記課題を解決するために、前記磁気エンコーダー部は筒状に形成され、前記インナーケースには、車両インナー側に延びる固定部位が形成され、該固定部位には前記磁気エンコーダー部が固定され、前記ＡＢＳセンサーは前記磁気エンコーダー部と径方向で対向配置され、前記内輪とともに回転可能なドライブシャフトと、このドライブシャフトの外周面に嵌装されて固定される環状のデフレクタ部材とを備え、このデフレクタ部材は、前記磁気エンコーダー部を軸方向に露出させることなく覆い、かつ前記ＡＢＳセンサーと協働してラビリンスシール機能を発揮させることを特徴とすることにより、上記効果に加えて、ラビリンスシール機能による非接触方式のシール構造によって、ドライブシャフトと車両固定部材としてのナックルとの間から浸入する泥水やダストなどの異物の侵入を防止することができる。これによって内外輪間の密封装置部のシール部材に対する負荷が軽減される。しかも、デフレクタ部材と、密封装置部のシール部材との２重のシール機能を有しているため、シール機能自体を向上させることができる。さらに磁気エンコーダー部の損傷を防止でき、耐久性や信頼性の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態につき図面に示す実施例を参照して説明する。図１は、本発明に係るセンサー付き転がり軸受装置の取付状態の断面図、図２は、同装置の回転検出装置の部分拡大図である。図１において、センサー付き転がり軸受装置１は、固定輪としての外輪２ａと、回転輪としての内輪２ｂと、該内輪２ｂと外輪２ａとの間に介在される複数列で配列される転動体２ｃから構成される転がり軸受２を備えている。

転がり軸受２は車両における懸架装置の車両インナー側のナックル、アクスルハウジングなどの車両固定部材３の取付口３ａに接続される。この接続は転がり軸受２の外輪２ａを取付口３ａ内に挿入して嵌装するとともに、外輪２ａから外方へ突設されるフランジ部２ｄをボルト・ナットなどのファスナー２ｅを介して車両固定部材３の取付口３ａの周辺面（車両アウター側）に固定させている。

転がり軸受２の内輪２ｂはハブ４と接続されている。ハブ４は車両アウター側に車輪（図示せず）を装着するためのハブボルト４ａを有している。ハブ４の車両インナー側には、転がり軸受２の内輪２ｂに圧入嵌装される圧入軸部４ｂを有しており、該圧入軸部４ｂを内輪２ｂに圧入してハブ４を内輪２ｂとともに回転可能に設けている。ハブ４は、ドライブシャフト５に対しスプライン結合され、ドライブシャフト５の一端側をハブ４の圧入軸部４ｂに形成される挿通孔４ｃに通し、この端部にナット６を螺合することにより固定されている。

転がり軸受２の車両インナー側端部には、車輪の回転変化を検出する回転検出装置７が取付られている。回転検出装置７は、図２、３に示すように、転がり軸受２の内輪２ｂと外輪２ａとの間を外部から密封するための密封装置部８と、磁気エンコーダー部９と、該磁気エンコーダー部９の回転による磁気変化を検出するＡＢＳセンサー１０と、を備えた複合構造となしている。

密封装置部８は、図２、３に示すように、内輪２ｂの外周に嵌装される環状のインナーケース８ｂと、外輪２ａの外周若しくは内周に嵌装（本例では外周に圧入）される環状のアウターケース８ａからなり、該アウターケース８ａに加硫接着され、インナーケース８ｂに摺動自在に接触するゴム状弾性体からなるシール部材８ｃを備え、インナーケース８ｂとアウターケース８ａとを、外輪２ａと内輪２ｂとに振り分けて嵌装される。

環状のアウターケース８ａは、外輪２ａの軸方向Ｚ内方側（車両アウター側）に延出されて、外輪２ａの外周に圧入されて嵌装される第１筒部８ａ１と、第１筒部８ａ１の軸方向Ｚ外方側の端部から折り曲がって径方向Ｘ内方側に延設される第１壁部８ａ２と、該第１壁部８ａ２の端部から折り曲がって軸方向Ｚ内方側に延設される第２筒部８ａ３と、該第２筒部８ａ３の端部から折り曲がって径方向Ｘ内方側に延設される第２壁部８ａ４と、を板金材によって屈曲形成させている。

この第１壁部８ａ２は、外輪２ａの端面２ａ１に突き合わされる当接面８ａ８を備えており、外輪２ａへの装着時に、軸方向Ｚに対して位置決めされる部位として機能する。このように、アウターケース８ａは、プレス加工で製作できるため、加工コストが安価となる。

また、第１筒部８ａ１の軸方向Ｚ外方側（車両インナー側）の端縁における周方向の所定位置から径方向Ｘ外方側に取付ステー部８ａ５が延出される。該取付ステー部８ａ５の先端には軸方向Ｚ外方側に突出するセンサー取付部８ａ６が設けられる。このセンサー取付部８ａ６には、ＡＢＳセンサー１０を固定するための取付孔８ａ７が形成されている。

環状のインナーケース８ｂは、内輪２ｂの軸方向Ｚ内方側に延設されて、内輪２ｂの外周に圧入させて嵌装される第１筒部８ｂ１と、該第１筒部８ｂ１の軸方向Ｚ外方側の端部から折り曲がって径方向Ｘ外方側に延設されて、その端部からＵターン状に折り曲がって重合形成される第１壁部８ｂ２と、該第１壁部８ｂ２の端部から折り曲がって軸方向Ｚ外方側に延設され、内輪２ｂの外方に位置（ドライブシャフト５と車両固定部材３）する磁気エンコーダー部９を固定するための固定部位としての第２筒部８ｂ３と、を板金材によって屈曲形成させている。

この第２筒部８ｂ３は、重合形成される第１壁部８ｂ２と連続形成させているため、機械的強度が高くなり、第２筒部８ｂ３が変形しにくくなり、これに固定する磁気エンコーダー部９の変位が抑制される。また、第２筒部８ｂ３の外径端縁に、径方向Ｘ外方側に突出されるリブ突条８ｂ４をカーリング加工している。このリブ突条８ｂ４によって、されに第２筒部８ｂ３の変形をしにくくさせることができる。

また、アウターケース８ａに加硫接着され、一体化されたシール部材８ｃは、ゴム状弾性体の一部を、軸方向Ｚ外方や、その軸方向Ｚと交差する方向の内方に突出させたリップ部８ｃ１を備えている。

このリップ部８ｃ１は、その先端がインナーケース８ｂの第２壁部８ｂ２に摺接する軸方向Ｚのシールとなすアキシャルリップ８ｃ２と、先端がインナーケース８ｂの第１筒部８ｂ１に摺接する軸方向Ｚと交差する方向のシールとなすラジアルリップ８ｃ３を有し、インナーケース８ｂとシール部材８ｃは、協働して接触方式のシール機能を発揮させている。

磁気エンコーダー部９は、図３に示すように、筒状に形成され、異なる極性の磁極（Ｎ極，Ｓ極）が周方向Ｙに交互並んで形成される。そして、磁気エンコーダー部９は、インナーケース８ｂの一部としての第２筒部８ｂ３の径方向Ｘ外方側の外周に固定されている。このことによって、第２筒部８ｂ３が磁気エンコーダー部９の保護部材となってドライブシャフト５の外周面５ａを流れて浸入する泥水との接触を防止でき、かつドライブシャフト５と車両固定部材３としてのナックルとの間の隙間Ｃに入り込む異物は、磁気エンコーダー部９が筒状であるため、該磁気エンコーダー部９の外径側の周面に異物が接触しにくく、磁極の損傷を防止することができる。

ＡＢＳセンサー１０は磁気エンコーダー部９の回転による磁気変化を検出する検出体(図示せず)を、樹脂モールドによってパケージングして、その断面形状を矩形状となした簡素な柱状にセンサー本体１０ａが形成されている。該センサー本体１０ａには、ＡＢＳセンサー１０をアウターケース８ａのセンサー取付部８ａ５に装着して固定するための固定部材１０ｂが一体化されている。

この固体部材１０ｂは、アウターケース８ａにおける第１壁部８ａ２の当接面８ａ８が外輪２ａの端面２ａ１に突き合わされる当該部位に、突き合わさる固定片１０ｂ１と、アウターケース８ａにおけるセンサー取付部８ａ５と対向配置される固定突片１０ｂ２とが断面Ｌ字状で、板金材によって屈曲形成されている。この固定突片１０ｂ２には、軸方向Ｚに貫通する貫通孔１０ｂ３が形成されている。

ＡＢＳセンサー１０と固定部材１０ｂとの一体化手段は、溶着又は接着したり、モールド成形によるものが適用できる。なお、ＡＢＳセンサー１０から車両に搭載されたＥＣＵへ接続する信号ケーブルは、径方向Ｘへ引き出される形態となしている。

つぎに、密封装置部８の組み立ては、図２に示すように、アウターケース８ａの第１筒部８ａ１を、外輪２ａの外周に押し込むようにして圧入嵌装する。その際には、アウターケース８ａの第１壁部８ａ２における当接面８ａ８を、外輪２ａの端面２ａ１に当接させるように突き合わせることにより、軸方向Ｚの位置決めがなされて固定される。

つぎに、アウターケース８ａの第１筒部８ａ１におけるセンサー取付部８ａ６の取付孔８ａ７と、ＡＢＳセンサー１０と一体化される固定部材１０ｂにおける固定突片１０ｂ２の貫通孔１０ｂ３とを合わせ、この貫通孔１０ｂ３と取付孔８ａ７に、締結部材としてのボルト１１を通してナット１２を締め付けて固定させている。この突き合せ固定に際して、固体部材１０ｂの固定片１０ｂ１を、外輪２ａの端面２ａ１に突き合わされる第１壁部８ａ２の当該部位に、面接触の状態で突き合わされている。また、ナット１２を予めセンサー取付部８ａ６の取付孔８ａ７に溶接などの固定手段で固定することもできる。

また、ＡＢＳセンサー１０の固定部材１０ｂとアウターケース８ａのセンサー取付部８ａ６との固定は、図４に示すように、センサー取付部８ａ６にスタッドボルト１１ａを溶接などによって固定することもできる。この例の場合には、スタッドボルト１１ａを貫通孔１０ｂ３に通してＡＢＳセンサー１０側に配するナット１２を締め付けて固定させている。

また、ＡＢＳセンサー１０の固定部材１０ｂとアウターケース８ａのセンサー取付部８ａ６との固定の他の実施の形態として、図５に示すように、リベット１３を使用して加締めて固定することもできる。

つぎに、インナーケース８ｂの第１筒部８ｂ１を、内輪２ｂの外周に押し込むようにして圧入嵌装する。このように、アウターケース８ａおよびインナーケース８ｂを外輪２ａと内輪２ｂとに振り分けて嵌装することにより、インナーケース８ｂに固定される磁気エンコーダー部９に対して径方向ＸでＡＢＳセンサー１０が対向配置される。

つぎに、回転検出装置７の他の実施の形態を図６、７に示す。この例による構成部材について、上述の実施の形態における構成部材と同様な部材は、図中に同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

本例における密封装置部８におけるインナーケース８ｂは、第１筒部８ｂ１と第１壁部８ｂ２とが断面Ｌ字状で、板金材によって屈曲形成されている。このインナーケース８ｂにおける第１壁部８ｂ２の軸方向Ｚ外方側の周面に、円板環状形態に形成した磁気エンコーダー部９ａを固定させている。そして、ＡＢＳセンサー１０が固定部材１０ｂを介して、密封装置部８のアウターケース８ａに固定されている。この固定状態によって、ＡＢＳセンサー１０と磁気エンコーダー部９ａとは、軸方向Ｚで対向配置される。

つぎに、回転検出装置７の他の実施の形態を図８、９に示す。この例による構成部材について、上述の実施の形態における構成部材と同様な部材は、図中に同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

本例は、内輪とともに回転可能なドライブシャフト５の外周面５ａにデフレクタ部材１４が固定される。このデフレクタ部材１４は、筒状の磁気エンコーダー部９の磁気変化の計測に影響を与えない非磁性材によって形成される。デフレクタ部材１４は環状に形成され、ドライブシャフト５の外周面５ｂに圧入されて嵌装される固定円筒部１４ａと、該固定円筒部１４ａの軸方向Ｚ外方側の端部から折り曲げられて、径方向Ｘ外方側に延出される環状立壁部１４ｂと、該環状立壁部１４ｂの径方向Ｘ外方側の端部から折り曲げられて、軸方向Ｚ内方側に延出される保護筒部１４ｃとを断面コ字状で板金材によって屈曲形成されている。

このデフレクタ部材１４は、インナーケース８ｂから車両インナー側に延びる固定部位としての第２筒部８ｂ３に固定される筒状の磁気エンコーダー部９を、軸方向Ｚと径方向Ｘの両方向に対して露出させないように配置している。具体的には、磁気エンコーダー部９をデフレクタ部材１４の固定円筒部１４ａと保護筒部１４ｃとの間に介在させるように配置している。

また、デフレクタ部材１４の保護筒部１４ｃは、ＡＢＳセンサー１０の先端側に所定間隔で近接配置され、該ＡＢＳセンサー１０と協働してラビリンスシール機能を発揮させるように設けられている。また、ＡＢＳセンサー１０の先端側には、磁気エンコーダー部９との間で磁気変化の計測を可能となすように、直接向き合わせるための開口部位１０ｂ５を有する筒状のラビリンス筒部１０ｂ４を、固定部材１０ｂの固定突片１０ｂ１の端部と接続させるように連続させて屈曲形成させている。

このようにデフレクタ部材１４は、ＡＢＳセンサー１０による磁気変化の計測に影響を与えることなく、密封装置部８内への異物の侵入を防止できる。この結果、磁気エンコーダー部９の損傷を防止できる。

また、このデフレクタ部材１４を固定したドライブシャフト５ａの組み付けは、車両固定部材３にセンサー付き転がり軸受装置１を組み付けた後に行われる。この組み付けに際して、デフレクタ部材１４は断面コ字状に形成されているため、ドライブシャフト５ａの一端側をハブ４の挿通孔４ｃに通し、この端部にナット６を螺合して固定することにより、磁気エンコーダー部９を軸方向Ｚ外方側に露出させることなく覆い、かつＡＢＳセンサー１０を固定する固定部材１０ｂのラビリンス筒部１０ｂ４と協働してラビリンスシール機能を発揮させるように組み付けることができる。このようにシール機能を備えさせる組み付け作業に他の作業を必要としないので、作業性が損なわれない。

本発明に係るセンサー付き転がり軸受装置の取付状態の断面図。図１の回転検出装置の部分拡大断面図。図１の回転検出装置の部分分解図。ＡＢＳセンサーの固定個所における他の例の説明図。ＡＢＳセンサーの固定個所における他の例の説明図。回転検出装置の他の例の部分拡大断面図。図６の回転検出装置の部分分解図。回転検出装置の他の例の部分拡大断面図。図８の回転検出装置の部分分解図。

符号の説明

２ａ外輪
２ｂ内輪
２ｃ転動体
５ドライブシャフト
５ａ外周面
８密封装置部
８ａアウターケース
８ｂインナーケース
８ｃシール部材
９、９ａ磁気エンコーダー部
１０ＡＢＳセンサー
１０ｂ固定部材
１４デフレクタ部材
Ｘ径方向
Ｙ周方向
Ｚ軸方向

Claims

車両インナー側の車両固定部材に接続される外輪と、車輪に接続される内輪と、前記内輪と前記外輪との間に介在される転動体と、前記内輪に固定され、周方向で磁気特性が交互に変化する磁気エンコーダー部と、該磁気エンコーダー部の回転による磁気変化を検出するように、前記磁気エンコーダー部と対向配置されるＡＢＳセンサーと、前記内輪と前記外輪との間を密封する密封装置部と、を備えるセンサー付き転がり軸受装置であって、
前記密封装置部は前記外輪の外周又は内周に嵌装されるアウターケースと、前記内輪の外周に嵌装されるインナーケースを有し、
前記アウターケースにはシール部材が一体化され、該シール部材は前記インナーケースと協働してシール機能が発揮され、
前記インナーケースには前記磁気エンコーダー部が固定され、
前記アウターケースは当接面を有し、この当接面が前記外輪の端面に突き合わせられ、
前記ＡＢＳセンサーには固定部材が一体化され、この固定部材を前記外輪の端面に突き合わされる前記アウターケースの当該部位に突き合わせて、前記固定部材と前記アウターケースを締結部材で固定することを特徴とするセンサー付き転がり軸受装置。
前記ＡＢＳセンサーと前記磁気エンコーダー部とは、軸方向で対向配置されることを特徴とする請求項１に記載のセンサー付き転がり軸受装置。
前記磁気エンコーダー部は筒状に形成され、前記インナーケースには、車両インナー側に延びる固定部位が形成され、該固定部位には前記磁気エンコーダー部が固定され、前記ＡＢＳセンサーは前記磁気エンコーダー部と径方向で対向配置され、
前記内輪とともに回転可能なドライブシャフトと、このドライブシャフトの外周面に嵌装されて固定される環状のデフレクタ部材と、を備え、
このデフレクタ部材は、前記磁気エンコーダー部を軸方向に露出させることなく覆い、かつ前記ＡＢＳセンサーと協働してラビリンスシール機能を発揮させることを特徴とする請求項１に記載のセンサー付き転がり軸受装置。