JP2009185904A - センサ付き転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部の水や砂等の異物が、第２軌道部材の内周面をつたって軸受内部に浸入しにくくて、軸受内部の潤滑剤が劣化しにくく、構成部品の寿命が長いセンサ付き転がり軸受装置を提供すること。
【解決手段】外輪３の内周面と芯金部材５１の外周面との間に、シール剤６１を介在させて、外輪３の内周面と芯金部材５１の外周面との間を密封する。上記芯金部材５１の第１円板部７２と外輪３の軸方向の端面との間に環状の第２弾性部材６３を圧入することによって、芯金部材５１の第１円板部７２と外輪３の軸方向の端面との間を密封する。
【選択図】図２

Description

本発明は、センサ付き転がり軸受装置に関する。

従来、センサ付き転がり軸受装置としては、特開２００５−１３３７７２号公報（特許文献１）に記載されている車輪用転がり軸受装置がある。

この車輪用転がり軸受装置は、外輪、内輪、複数の玉、ＡＢＳセンサ装置、環状の金属製の第１板材、環状の金属製の第２板材、環状の金属製の第３板材、および、環状の弾性部材を備える。

上記複数の玉は、外輪の軌道溝と内輪の軌道溝との間に、保持器によって保持された状態で、互いに間隔をおいて配置されている。

上記第１板材は、筒状の軸方向延在部と、円板状の径方向延在部とを有している。上記軸方向延在部は、外輪の内周面に固定され、上記径方向延在部は、上記軸方向延在部の玉側の端部から径方向の内方に径方向に延在している。上記径方向延在部の軸方向の玉側の端面は、外輪の軸方向の端面に対して間隔をおいて位置している。

一方、上記第２板材は、内輪の外周面に固定されている。また、上記第３板材は、第１筒状部と、第１筒状部の径方向の外方に位置する第２筒状部とを有し、上記第１筒状部は、上記第２板材の外周面の一部に固定されている。

上記弾性部材は、上記第１板材に固着されている。上記弾性部材は、複数のシールリップを有し、各シールリップは、第２板材または第３板材に摺接するようになっている。

上記弾性部材で、外部と、玉との間を遮ることによって、すなわち、上記弾性部材で、第１板材と第２板材との間、および、第１板材と第３板材との間を密封することによって、外部の水や砂等の異物が、上記弾性部材の配置によって画定される玉配置空間に浸入することを防止している。

上記ＡＢＳセンサ装置は、センサと、着磁パルサーとを有している。上記センサは、外輪に対して静止している。また、上記着磁パルサーは、上記第３板材の上記第２筒状部の外周面に固定されている。上記センサは、外輪の径方向に上記着磁パルサーに重なる位置に配置されている。
特開２００５−１３３７７２号公報（第３図）

上記従来の構成において、外輪の内周面に固定される第１板材の筒状の軸方向延在部の真円度には限界があるから、外輪と第１部材との密封性能に限界があり、外輪の内周面と第１板材の外周面との間から泥水等の異物が軸受内部に浸入することを避けがたい。

そこで、本発明の課題は、外部の水や砂等の異物が、第２軌道部材の内周面をつたって軸受内部に浸入しにくくて、軸受内部の潤滑剤が劣化しにくく、構成部品の寿命が長いセンサ付き転がり軸受装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のセンサ付き転がり軸受装置は、
外周面に軌道面を有する第１軌道部材と、
内周面に軌道面を有する第２軌道部材と、
上記第１軌道部材の上記軌道面と、上記第２軌道部材の上記軌道面との間に配置された複数の転動体と、
上記第１軌道部材の上記外周面に固定された金属製の環状の第１板材と、
上記第２軌道部材の上記内周面に第２軌道部材の径方向に対向する外周面を有する金属製の環状の第２板材と、
上記第２軌道部材の上記内周面と上記第２板材の上記外周面との間に介在して、上記第２軌道部材の上記内周面と上記第２板材の上記外周面との間を密封するシール剤と、
上記第１板材と上記第２板材との間を密封する環状の第１弾性部材と、
上記第１軌道部材に対して静止している着磁パルサーと、
上記第２軌道部材に対して静止していると共に、上記着磁パルサーに上記着磁パルサーの径方向に重なる位置に配置されたセンサと
を備えることを特徴としている。

本発明によれば、上記シール剤によって上記第２軌道部材の上記内周面と上記第２板材の上記外周面との間の密封性を格段に高くすることができる。したがって、泥水等の異物が第２軌道部材の内周面をつたって軸受内部に浸入することを抑制する抑制力を大きくできて、軸受内部の潤滑剤の劣化を抑制でき、構成部品の寿命を長くできる。

また、一実施形態では、
上記第２板材は、略上記径方向に広がる円板部を有し、
上記第２部材の上記円板部と上記第２軌道部材の軸方向の端面との間を密封する環状の第２弾性部材を備える。

上記実施形態によれば、第２弾性部材で、第２部材の上記円板部と上記第２軌道部材の軸方向の端面との間を密封することができるから、泥水等の異物が、上記第２軌道部材の上記内周面と上記第２板材の上記外周面との間を通過したとしても、第２弾性部材で、その通過した異物が軸受内部に浸入することを抑制できる。したがって、泥水等の異物が第２軌道部材の内周面を経由して軸受内部に浸入することを略完全に防止することができる。

本発明のセンサ付き転がり軸受装置によれば、シール剤によって第２軌道部材の内周面と第２板材の外周面との間の密封性を格段に高くすることができて、泥水等の異物が第２軌道部材の内周面をつたって軸受内部に浸入することを抑制する抑制力を大きくできる。したがって、軸受内部の潤滑剤の劣化を抑制でき、構成部品の寿命を長くできる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明のセンサ付き転がり軸受装置の一実施形態である駆動輪用の車輪用転がり軸受装置の軸方向の模式断面図である。

この車輪用転がり軸受装置は、駆動輪用ハブ（以下単に、ハブという）１、内輪２、外輪３、転動体としての複数の第１の玉４、転動体としての複数の第２の玉５、および、シール一体型ＡＢＳセンサ装置１０を備える。上記ハブ１および内輪２は、第１軌道部材を構成し、外輪３は、第２軌道部材を構成している。

上記ハブ１は、筒部材で、内周面の一部に雌スプライン１４を有し、この雌スプライン１４は、図示しない等速ジョイントのスプライン軸にスプライン嵌合するようになっている。

上記ハブ１は、小径軸部１９と、大径軸部２０とを有している。上記大径軸部２０は、小径軸部１９に段部１８を介して連なると共に、小径軸部１９の外径よりも大きい外径を有している。上記大径軸部２０の外周面は、軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝を有している。この軌道溝の外径は、小径軸部１９から離れるにしたがって、大きくなっている。

上記ハブ１は、軸方向の大径軸部２０側の端部に、ロータ（あるいは車輪）（図示せず）を取り付けるためのロータ取付用のフランジ（あるいは車輪取付用のフランジ）２２を有している。

上記内輪２は、ハブ１の小径軸部１９の外周面に外嵌されて固定されている。上記内輪２の軸方向の大径軸部２０側の端面は、上記段部１８に当接している。上記内輪２は、その外周面に軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝を有している。この軌道溝の外径は、大径軸部２０から離れるにしたがって、大きくなっている。

上記外輪３は、内軸１の小径軸部１９および大径軸部２０の径方向の外方に位置している。上記外輪３の内周面は、軌道面としてのアンギュラ型の第１軌道溝と、軌道面としてのアンギュラ型の第２軌道溝とを有している。上記第１軌道溝は、内輪２の軌道溝に径方向に対向し、上記第２軌道溝は、ハブ１の軌道溝に径方向に対向している。

上記複数の第１の玉４は、内輪２の軌道溝と、外輪３の第１軌道溝との間に、保持器によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。また、上記複数の第２の玉５は、ハブ１の軌道溝と、外輪３の第２軌道溝との間に、保持器によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。

上記シール一体型ＡＢＳセンサ装置１０は、密封装置（シール装置）と、ＡＢＳセンサ装置と、樹脂材料の鋳物である樹脂モールド部１１とを有している。上記外輪３の軸方向のフランジ２２側と反対側の端部の端面１４は、樹脂モールド部１１の軸方向の端面に当接している。また、上記密封装置およびＡＢＳセンサ装置は、図１に２５で示す領域、すなわち、シール一体型ＡＢＳセンサ装置１０において、外輪３の軸方向のフランジ２２側とは反対側の端部の内周面よりも径方向の内方に位置する領域に配置されている。上記密封装置は、外輪３と内輪２との間を密封している。

図２は、図１に２５で示す領域２５、および、その領域２５の近傍の軸方向の拡大模式断面図である。

図２を参照して、密封装置は、第１板材としての金属製の環状のスリンガ５０と、第２板材としての金属製の環状の芯金部材５１と、シール剤６１と、第１弾性部材６２と、第２弾性部材６３とを有する。

上記スリンガ５０は、筒部６７と、フランジ部６８とを有し、筒部６７は、内輪２の軌道肩部の円筒外周面に締まり嵌めにより外嵌されて固定されている。上記筒部６７は、内輪２の軸方向に延在している。上記フランジ部６８は、円板形状であり、筒部６７の軸方向の玉４側とは反対側の端部から径方向の外方に、略径方向に延在している。

上記シール剤６１は、外輪３のフランジ２２側とは反対側の端部の内周面７６に、軸方向の所定の範囲および周方向の全周に亘って塗布されている。上記シール剤６１は、シリコン系シール剤や、ゴム等の弾性材料からなる。

上記芯金部材５１は、第１筒部７１、第２筒部７２、第１円板部７３および第２円板部７４を有する。上記第１筒部７１および第２筒部７２は、略外輪３の軸方向に延在している一方、第１円板部７３および第２円板部７４は、略外輪３の径方向に延在している。

上記第１筒部７１の外周面は、外輪３のフランジ２２側とは反対側の端部の内周面７６に対して略平行な状態になっており、上記内周面７６に径方向に対向している。上記第１筒部７１の固定前において、上記第１筒部７１の外周面の外径は、外輪３のフランジ２２側とは反対側の端部の内周面７６の内径よりも大きくなっている。上記第１筒部７１の外周面は、外輪３のフランジ２２側とは反対側の端部の内周面７６においてシール剤６１が塗布されている部分に、締まり嵌めにより内嵌されて固定されている。

上記第１筒部７１の外周面は、外輪３に対して静止している。上記シール剤６１は、外輪３のフランジ２２側とは反対側の端部の内周面７６と、第１筒部７１の外周面との間に介在している。上記シール剤６１は、外輪３のフランジ２２側とは反対側の端部の内周面７６と、第１筒部７１の外周面とから径方向（詳しくは、第２軌道部材すなわち外輪の径方向）の圧縮力を受けて弾性変形している。

このように、上記シール剤６１が径方向に縮むように弾性変形している状態で、上記シール剤６１を、外輪３のフランジ２２側とは反対側の端部の内周面７６と、第１筒部７１の外周面との間に介在させることにより、外輪３のフランジ２２側とは反対側の端部の内周面７６と、第１筒部７１の外周面との間の密封性を高め、泥水等の異物が、外輪３のフランジ２２側とは反対側の端部の内周面７６と、第１筒部７１の外周面との間から軸受内部に浸入することを防止している。

上記第１円板部７３は、第１筒部７１の軸方向のフランジ２２側の端部から径方向の内方に延在している。上記第２筒部７２は、第１円板部７３の径方向の内方の端部から軸方向のフランジ２２側とは反対側に延在している。上記第２筒部７２の軸方向の寸法は、第１筒部７１の軸方向の寸法よりも短くなっている。上記第２円板部７４は、第２筒部７２の軸方向のフランジ２２側（第１円板部７３側）とは反対側の端部から径方向の内方に径方向に延在している。

上記第２円板部７４の径方向の内方の端は、スリンガ５０のフランジ部６８の径方向の外方の端よりも径方向の内方に位置している。また、上記第２円板部７４は、スリンガ５０のフランジ部６８よりも軸方向の玉４側に位置している。上記第２円板部７４は、スリンガ５０のフランジ部６８に対し略平行な状態になっている。

上記第１弾性部材６２は、芯金部材５１の第２円板部７４の径方向の内方の端部に固着されている。

上記第１弾性部材６２は、第１ラジアルリップ９０、第２ラジアルリップ９１、および、アキシアルリップ９２を有している。上記第１および第２ラジアルリップ９０,９１は、スリンガ５０の筒部６７の外周面に摺接する一方、アキシアルリップ９２は、スリンガ５０のフランジ部６８の軸方向のフランジ２２側の端面に摺接するようになっている。

上記第２弾性部材６３は、ゴム製の環状部材である。上記第２弾性部材６３は、軸方向の第１端面９４および軸方向の第２端面９５を有している。上記第１端面９４は、第２弾性部材６３の軸方向の一方の側に、第２弾性部材６３の径方向に広がっている一方、上記第２端面９５は、第２弾性部材６３の軸方向の他方の側に、第２弾性部材６３の径方向に広がっている。

上記外輪３の軸方向のフランジ２２側と反対側の端部の端面１４を、樹脂モールド部１１の軸方向の端面に当接させることにより、外輪３を、樹脂モールド部１１に対して位置決めしている。

上記第２弾性部材６３を、芯金部材５１と外輪３との間に配置する前における、上記第２弾性部材６３の第１端面９４と、第２端面９５との距離は、外輪３が、樹脂モールド部１１に対して位置決めされている状態における、芯金部材５１の第１円板部７３の軸方向の玉側の端面と、この端面に軸方向に重なる外輪３の軸方向の端面との距離よりも大きくなっている。

上記外輪３が、樹脂モールド部１１に対して位置決めされている状態で、第２弾性部材６３は、芯金部材５１の第１円板部７３の軸方向の玉側の端面と、この端面に軸方向に重なる外輪３の軸方向の端面との間に、圧入により配置されている。

使用状態において、上記第２弾性部材６３は、軸方向に圧縮されている。換言すれば、使用状態において、上記第２弾性部材６３は、軸方向に、芯金部材５１の第１円板部７３の軸方向の玉側の端面と、この端面に軸方向に重なる外輪３の軸方向の端面との両方を押圧している。

上記第２弾性部材６３で、芯金部材５１の第１円板部７３の軸方向の玉側の端面と、この端面に軸方向に重なる外輪３の軸方向の端面との間を密封することによって、外輪３のフランジ２２側とは反対側の端部の内周面７６と、第１筒部７１の外周面との間を通過した外部からの異物が、軸受内部に浸入することを防止している。

このように、この実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、泥水等の異物が、外輪３のフランジ２２側とは反対側の端部の内周面７６と、第１筒部７１の外周面との間から軸受内部に浸入することを２重に防止して、泥水等の異物が、外輪３のフランジ２２側とは反対側の端部の内周面７６と、第１筒部７１の外周面との間から軸受内部に浸入することを略完全に防止している。

このセンサ付き転がり軸受装置は、金属製の環状の板材８０を備える。この板材は、断面略コ字状の形状を有している。この板材８０は、第１筒部８１、円板部８２、および、第２筒部８３を有している。上記第１筒部８１および第２筒部８３は、略板材８０の軸方向に延在している一方、円板部８２は、略板材８０の径方向に延在している。第１筒部８１の外周面は、第２筒部８２の内周面よりも径方向の内方に位置している。上記第１筒部８１は、円板部８２を介して第２筒部８３につながっている。上記第１筒部８１は、スリンガ５０の筒部６７の外周面に締まり嵌めにより外嵌されて固定されている。

上記ＡＢＳセンサ装置は、センサの一例としてのＡＢＳセンサ４０と、着磁パルサー４１とを有する。

図２に示すように、上記シール一体型ＡＢＳセンサ装置１０の樹脂モールド部１１は、芯金部材５１における、第１筒部７１、第１円板部７３および第２筒部７２に囲まれた領域に、隙間無く充填された部分であるスリンガ充填部９９を有している。

上記ＡＢＳセンサ装置のＡＢＳセンサ４０は、このスリンガ充填部９９の内部に、センサ面を径方向の内方に向けた状態で、配置されている。上記ＡＢＳセンサ４０は、外輪３に対して静止している。上記ＡＢＳセンサ４０のセンサ面は、内輪２の軌道肩部および板材８０の第２筒部８３に径方向に重なっている。

一方、上記ＡＢＳセンサ装置の着磁パルサー４１は、環状部材であって、板材８０の第２筒部８３の外周面に締まり嵌めにより外嵌されて固定されている。上記着磁パルサー４１の着磁面は、ＡＢＳセンサ４０のセンサ面に径方向に対向している。

尚、詳述しないが、上記内輪２の軸方向のフランジ２２側とは反対側の端面９７には、図示しない等速ジョイントの一部が当接するようになっている。

上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置によれば、上記シール剤６１によって外輪３の内周面と芯金部材５１の外周面との間の密封性を高めることができる。したがって、泥水等の異物が外輪３の内周面をつたって軸受内部に浸入することを抑制できるから、軸受内部の潤滑剤が劣化しにくくて、構成部品の寿命が長くなる。

また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置によれば、第２弾性部材６３で、芯金部材５１の第１円板部７３と外輪３の軸方向の端面との間を密封することができるから、泥水等の異物が、外輪３の内周面と芯金部材５１の第１筒部７１の外周面との間を通過したとしても、第２弾性部材６３で、その通過した異物が軸受内部に浸入することを抑制できる。したがって、泥水等の異物が外輪３の内周面を経由して軸受内部に浸入することを略完全に防止することができる。

尚、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、第１弾性部材６２が、外輪３に固定された芯金部材５１に固着されると共に、内輪２に固定されたスリンガ５０に対して摺動するようになっていたが、この発明では、第１弾性部材は、内輪に固定された環状の芯金部材に固着されると共に、外輪に固定された環状のスリンガに対して摺動するようになっていても良い。

また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、外輪３に固定された板材と、外輪３の軸方向の端面との間に、第２弾性部材を配置したが、この発明では、外輪に固定された板材（上記実施形態では、芯金部材５１に相当）と、外輪の軸方向の端面との間に弾性部材が存在しなくて、外輪に固定された板材が、外輪の軸方向の端面に対して間隔をおいて位置していても良い。

また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、金属製の環状の板材５０,５１および８０が三つ存在し、着磁パルサー４１が、内輪２の外周面に外嵌されて固定されたスリンガ５０の外周面に固定された金属製の板材８０の外周面に固定されていたが、この発明では、着磁パルサーは、第１軌道部材の外周面に外嵌されて固定された金属製の環状の板材の外周面に直接外嵌されて固定されても良い。

このようにすると、金属製の環状の板材の数を３つから２つに削減することができるから、センサ付き転がり軸受装置の製造コストを低減することができる。更には、第１軌道部材に対する着磁パルサーの相対位置を、減らした一の板材の厚さの加工公差分だけ精密に位置決めできるから、このことに起因して、センサと、着磁パルサーとのクリスタルギャップを、より精密に設定できて、より精密に回転速度を検出できる。

また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、第１軌道部材が、ハブ１と、ハブ１の外周面の一部に外嵌されて固定された内輪２とで構成されていたが、この発明では、第１軌道部材が、一つの部材で構成されていても良く、第１軌道部材は、例えば、二つの軌道面を有するハブまたは内軸であっても良い。

また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、転動体が玉４,５であったが、この発明では、センサ付き転がり軸受の転動体は、ころであっても良く、また、ころおよび玉を含んでいても良い。

また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、センサ付き転がり軸受装置が、駆動輪用の車輪用転がり軸受装置であったが、この発明のセンサ付き転がり軸受装置は、駆動輪用の車輪用転がり軸受装置に限らず、従動輪用の車輪用転がり軸受装置であっても良い。また、この発明のセンサ付き転がり軸受装置は、ターボ分子ポンプ等、車輪用転がり軸受装置以外の、回転速度が検出される如何なる軸受装置であっても良い。また、センサは、上記実施形態のように、車両のブレーキシステムと連動するＡＢＳセンサでなくても良く、着磁パルサーからの情報に基づいて回転速度を検出する機能を有しているセンサであれば、如何なるセンサでも良い。

本発明のセンサ付き転がり軸受装置の一実施形態である駆動輪用の車輪用転がり軸受装置の軸方向の模式断面図である。 図１における密封装置の近傍の拡大模式断面図である。

符号の説明

１ ハブ
２ 内輪
３ 外輪
４,５ 玉
１０ シール一体型ＡＢＳセンサ装置
１１ 樹脂モールド部
４０ ＡＢＳセンサ
４１ 着磁パルサー
５０ スリンガ
５１ 芯金部材
６１ シール剤
６２ 第１弾性部材
６３ 第２弾性部材

Claims (2)

1. 外周面に軌道面を有する第１軌道部材と、
   内周面に軌道面を有する第２軌道部材と、
   上記第１軌道部材の上記軌道面と、上記第２軌道部材の上記軌道面との間に配置された複数の転動体と、
   上記第１軌道部材の上記外周面に固定された金属製の環状の第１板材と、
   上記第２軌道部材の上記内周面に第２軌道部材の径方向に対向する外周面を有する金属製の環状の第２板材と、
   上記第２軌道部材の上記内周面と上記第２板材の上記外周面との間に介在して、上記第２軌道部材の上記内周面と上記第２板材の上記外周面との間を密封するシール剤と、
   上記第１板材と上記第２板材との間を密封する環状の第１弾性部材と、
   上記第１軌道部材に対して静止している着磁パルサーと、
   上記第２軌道部材に対して静止していると共に、上記着磁パルサーに上記着磁パルサーの径方向に重なる位置に配置されたセンサと
   を備えることを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。
2. 請求項１に記載のセンサ付き転がり軸受装置において、
   上記第２板材は、略上記径方向に広がる円板部を有し、
   上記第２部材の上記円板部と上記第２軌道部材の軸方向の端面との間を密封する環状の第２弾性部材を備えることを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。

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