JP2009192039A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ハブおよびブレーキロータを取付けてアクスルユニットとして使用される車輪用軸受装置において、ハウジングの軸方向端部に回転検出用の磁気エンコーダを設けた場合に、ブレーキロータの金属摩耗粉やブレーキパッドのパッドかす等の異物が前記磁気エンコーダに付着したり、磁気エンコーダと磁気センサ間に詰まったりすることを防いで、常にＡＢＳ等を正しく動作させる。
【解決手段】 車輪用軸受装置１は、転がり軸受２と、この転がり軸受２の外輪４が内周に嵌合されてハブ３４およびブレーキロータ３５が取付けられる環状のハウジング７とを備える。ハウジング７の軸方向端部に磁気エンコーダ１７を設ける。この磁気エンコーダ１７の被検出面１９ａを覆うか、または磁気エンコーダ１７の被検出面１９ａを、この磁気エンコーダ１７の外周の空間から遮蔽するダストカバー２０を設ける。
【選択図】 図１

Description

この発明は、トラック、バス等の大型車両用のアクスルユニットとして使用される車輪用軸受装置に関する。

大型車両用のアクスルユニットとして、例えば特許文献１に開示された構造のものが知られている。図８に示すように、このアクスルユニットは、ユニット化された複列の転がり軸受２と、この転がり軸受２の外輪４が内周に嵌合する環状のハウジング７とを備え、ハウジング７の一端に、ボルト３３によりハブ３４およびブレーキロータ３５を取付けたものである。

この構造のアクスルユニットでは、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）用の回転検出装置２２が設けられていることが多い。図９に例示するように、回転検出装置２２は、アクスルユニットにおける回転側部材、例えばハウジング７に取付けた磁気エンコーダ１７と、この磁気エンコーダ１７に対して対面させて設けた固定の磁気センサ２１とからなる。一般に、磁気エンコーダ１７はハウジング７のインボード側端に設けられる。特許文献１のアクスルユニットにも、ハウジング７のインボード側端に磁気エンコーダと思われるものＡが図に示されている。

また、特許文献２には、アクスルユニットにＡＢＳ用の回転検出装置を設ける場合に、軸受内部に泥水等の異物が侵入することを防止する技術が開示されている。
特開２００３−３１２２０５号公報 特開２００５−２３３２３４号公報

図８にも示されているように、上記アクスルユニットでは、ハウジング７の外周部にブレーキロータ３５におけるブレーキパッドとの接触部３５ａが位置している。そのため、ブレーキ動作時に発生するブレーキロータ３５の金属摩耗粉やブレーキパッドのパッドかすが磁気エンコーダ１７に付着したり、磁気エンコーダ１７と磁気センサ２１間に詰まったりしやすい。金属摩耗粉やパッドかすが磁気エンコーダ１７に付着したり、磁気エンコーダ１７と磁気センサ２１間に詰まったりすると、回転検出装置２２の検出精度が低下し、アンチロックブレーキシステムの誤動作を引き起こしかねない。

この発明の目的は、ハブおよびブレーキロータを取付けてアクスルユニットとして使用される車輪用軸受装置において、ハウジングの軸方向端部に回転検出用の磁気エンコーダを設けた場合に、ブレーキロータの金属摩耗粉やブレーキパッドのパッドかす等の異物が前記磁気エンコーダに付着したり、磁気エンコーダと磁気センサ間に詰まったりすることを防いで、常にＡＢＳ等を正しく動作させることである。

この発明にかかる車輪用軸受装置は、転がり軸受と、この転がり軸受の外輪が内周に嵌合された環状のハブおよびブレーキロータ取付用ハウジングとを備え、前記ハウジングの軸方向端部に磁気エンコーダを設けた車輪用軸受装置であって、前記磁気エンコーダの被検出面を覆うか、または前記磁気エンコーダの被検出面を、この磁気エンコーダの外周の空間から遮蔽するダストカバーを設けたことを特徴とする。

この構成によれば、磁気エンコーダの被検出面を覆うか、または磁気エンコーダの被検出面を、この磁気エンコーダの外周の空間から遮蔽するダストカバーが設けられているため、ブレーキロータの金属摩耗粉やブレーキパッドのパッドかすが磁気エンコーダに付着したり、磁気エンコーダとそれに対向する磁気センサとの間に詰まったりすることを防げる。それにより、常に車輪の回転を精度良く検出することができ、ＡＢＳ等を常に正しく動作させられる。

前記ダストカバーは前記磁気エンコーダと一体であっても、別体であってもよい。別体である場合は、前記ダストカバーを、溶接により前記磁気エンコーダに固定するか、または、前記ダストカバーを、その一部分を前記磁気エンコーダに係合させて固定するのがよい。
ダストカバーを磁気エンコーダと一体とするか、あるいはダストカバーと磁気エンコーダが別体である場合に両者を固定させておけば、組み付け時の部品点数が少なくなるため、組み付けが容易である。

この発明において、前記ハウジングは球状黒鉛鋳鉄製とすることができる。
球状黒鉛鋳鉄は、引張り強さ、伸び、粘り強さ（靭性）に優れ、自動車部品に多く使用されており、ハウジングの軸方向端部に磁気エンコーダを設ける場合にも、ハウジングに球状黒鉛鋳鉄を好適に使用することができる。
前記ハウジングは低、中炭素鋼製としてもよい。

前記ハウジングの外周に車輪取付用のフランジを有する構成とすることができる。
ハウジングの外周に車輪取付用のフランジを有する構成、有しない構成のいずれにも、この発明を適用できる。

この発明の車輪用軸受装置は、転がり軸受と、この転がり軸受の外輪が内周に嵌合された環状のハブおよびブレーキロータ取付用ハウジングとを備え、前記ハウジングの軸方向端部に磁気エンコーダを設けた車輪用軸受装置であって、前記磁気エンコーダの被検出面を覆うか、または前記磁気エンコーダの被検出面を、この磁気エンコーダの外周の空間から遮蔽するダストカバーを設けたため、ブレーキロータの金属摩耗粉やブレーキパッドのパッドかす等の異物が前記磁気エンコーダに付着したり、この磁気エンコーダとそれに対向する磁気センサとの間に詰まったりすることを防いで、常にＡＢＳ等を正しく動作させられる。

この発明の実施形態を図１と共に説明する。この実施形態は、外輪回転タイプで、例えばトラック、バス等の大型車両の従動輪用アクスルユニットに使用された状態を示す。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。

この車輪用軸受装置１は、複列の転がり軸受２と、この転がり軸受２の外周に嵌合するハブおよびブレーキロータ取付用のハウジング７とからなる。転がり軸受２は、それぞれ外周面に軌道面３ａを有する２個の内輪３と、この内輪３の軌道面３ａに対向する複列の軌道面４ａを内周面に有する外輪４と、これら内外輪３，４間に組み込まれた複列の転動体５とを備えている。この実施形態の場合、転動体５は円すいころであって、複列の円すいころが背面組合せで配列され、各列毎に保持器６で保持されている。内輪３と外輪４間の軸受空間の両端は、シール８，９によりそれぞれ密封されている。

ハウジング７は環状の部材であり、その内径面１１は、転がり軸受２の外輪４が圧入される圧入面部１１ａと、この圧入面部１１ａに段差部１１ｂを介してアウトボード側へ続く圧入面部１１ａよりも小径な小径面部１１ｃとからなる段付き円筒面状に形成されている。ハウジング７のアウトボード側の端面における周方向複数箇所に、ハブおよびブレーキロータを取付けるためのボルト孔１２が設けられている。

ハウジング７は鋳造により製作することができる。ハウジング７の材料としては、球状黒鉛鋳鉄、または低、中炭素鋼、またはその他の鋳鉄を用いることができる。低、中炭素鋼は、低炭素鋼または中炭素鋼のことである。球状黒鉛鋳鉄は、引張り強さ、伸び、粘り強さ（靭性）に優れる。球状黒鉛鋳鉄を用いる場合、硬さがＨＢ１３０〜３３０であるのが好ましい。低、中炭素鋼を用いる場合、硬さがＨＲＣ１３〜３０であるのが好ましい。また、いずれの材料を用いる場合も、材料疲労強度が２００ＭＰａ以上であるのが好ましい。

転がり軸受２は、その外輪４をハウジング７の内径面圧入面部１１ａにインボード側から圧入することにより、ハウジング７に組み込まれる。組込状態では、外輪４のアウトボード側の端面がハウジング７の内径面段差部１１ｂに当接し、転がり軸受２のアウトボード側への移動が規制される。ハウジング７に転がり軸受２を組み込んだ状態では、ハウジング７の方が外輪４よりもインボード側に突出しており、このハウジング７の突出部の内径面に、外輪４のインボード側への抜け止め用の止め輪１５が取付けられている。

ハウジング７のインボード側端には、磁気エンコーダ１７が固定して設けられている。この磁気エンコーダ１７は、後述する磁気センサ２１と組み合わせて、回転検出装置２２として構成される。回転検出装置２２は、例えばタイヤロックを検知するためのＡＢＳセンサとして利用され、その検出結果に基づいてアンチロックブレーキシステムが作動するようになっている。

図１（Ｂ）に示すように、磁気エンコーダ１７は、ハウジング７のインボード側端に取付けられた円環状の芯金１８を有し、この芯金１８のインボード側を向く面に、円周方向に並ぶ複数の磁極を有する円環状の多極磁石１９が形成されている。多極磁石１９は、ここでは磁性粉を混入したゴムを前記芯金端面平行部１８ａのインボード側面に加硫接着して、着磁処理したゴム磁石とされている。ゴム磁石の代わりに、プラスチック磁石、または焼結磁石等を設けたものであってもよい。

磁気センサ２１は、多極磁石１９のインボード側面に対面するように、アクスルユニットの固定側部材に取付けられる。この実施形態では、固定側部材が、ナックルに固定される固定軸３１の基部３１ａとされている。磁気エンコーダ１７の回転に伴って磁気センサ２１の前を横切る多極磁石１９の磁極を磁気センサ２１が検出することにより、回転検出装置２２が、このアクスルユニットに取付けられた車輪の回転を検出する。

前記芯金１８は、ハウジング７のインボード側端面に当接する端面平行部１８ａと、この端面平行部１８ａの外周縁に続き、ハウジング７の外径面に嵌合する外径嵌合部１８ｂと、この外径嵌合部１８ｂのアウトボード側端で折り返されてインボード側へ延びる折り返し部１８ｃとでなる。外径嵌合部１８ｂと折り返し部１８ｃとは接触状態で重ね合わされている。多極磁石１９は、端面平行部１８ａに形成されている。折り返し部１８ｃは、外径嵌合部１８ｂのインボード側端よりもインボード側へ延びており、その先端は前記固定軸３１の基部３１ａに対して接触を回避するためのわずかな隙間を持って対向している。折り返し部１８ｃにおける外径嵌合部１８ｂのインボード側端よりもインボード側へ延びた部分は、磁気エンコーダ１７および磁気センサ２１が配置された空間２３を外部から遮蔽するダストカバー２０として作用する。言い換えると、ダストカバー２０は、磁気エンコーダ１７の被検出面１９ａを、この磁気エンコーダ１７の外周の空間から遮蔽する。磁気エンコーダ１７の被検出面１９ａは、多極磁石１９のインボード側の面のことである。この実施形態のように、ダストカバー２０を磁気エンコーダ１７と一体に構成すれば、組み付け時の部品点数が少なくなるため、組み付けが容易である。

この車輪用軸受装置１を例えばトラックの従動輪用アクスルユニットとして組付ける場合、前記固定軸３１を内輪３の内周に挿通し、その固定軸３１の先端側のねじ部３１ｂにナット３２を装着して、このナット３２と固定軸３１の基部側の大径部３１ｃとで内輪３を幅締めする。また、ボルト孔１２に螺着されるボルト３３により、ハブ３４およびブレーキロータ３５をハウジング７に取付ける。車輪（図示せず）は、ハブ３４にハブボルト３６で取付けられる。ブレーキロータ３５のインボード側には、ブレーキロータ３５に対向してブレーキパッド３７が設けられる。

ブレーキ操作により、ブレーキロータ３５の金属摩耗粉やブレーキパッド３７のパッドかすが発生する。これらの異物はハウジング７の外周部を漂うが、ダストカバー２０により、磁気エンコーダ１７の被検出面１９ａが、この磁気エンコーダ１７の外周の空間から遮蔽されているため、異物が磁気エンコーダ１７の被検出面１９ａに付着したり、磁気エンコーダ１７と磁気センサ２１間に詰まったりすることが防がれる。それにより、常に回転検出装置２２が車輪の回転を精度良く検出することができ、ＡＢＳ等を正しく動作させられる。

上記実施形態では、ダストカバー２０が磁気エンコーダ１７と一体であるが、別体としてもよい。図２に示す例は、磁気エンコーダ１７と別体のダストカバー２０を、芯金１８の外径嵌合部１８ｂに固定したものである。このように、ダストカバー２０と磁気エンコーダ１７が別体であっても、両者を予め固定しておけば、組み付け時の部品点数が少なくなるため、組み付けが容易である。図３に示す例は、磁気エンコーダ１７と別体のダストカバー２０を、ハウジング７の外周面に固定したものである。これらの例において、ダストカバー２０の、芯金１８の外径嵌合部１８ｂまたはハウジング７の外周面への固定は、例えば溶接を採用できる。圧入やボルト等の固定具で固定してもよい。図２、図３いずれの例についても、ダストカバー２０により、磁気エンコーダ１７の被検出面１９ａが、この磁気エンコーダ１７の外周の空間から遮蔽されている。

ダストカバー２０により、磁気エンコーダ１７の被検出面１９ａを、この磁気エンコーダ１７の外周の空間から遮蔽する代わりに、図４ないし図６に示すように、ダストカバー２０で磁気エンコーダ１７の被検出面１９ａを直接覆ってもよい。それによっても、磁気エンコーダ１７の被検出面１９ａに異物が付着することを防げる。磁気エンコーダ１７の被検出面１９ａをダストカバー２０で直接覆う場合、ダストカバー２０を、その一部分を磁気エンコーダ１７に係合させて固定することができる。ダストカバー２０と磁気エンコーダ１７を予め固定しおけば、組み付け時の部品点数が少なくなるため、組み付けが容易である。

図４（Ａ）に示す例は、ダストカバー２０の本体部２０ａで磁気エンコーダ１７の被検出面１９ａを覆うようにしたものであり、内径部２０ｂを芯金１８および多極磁石１９の内径端に係合させることで、ダストカバー２０を磁気エンコーダ１７に固定してある。この場合、同図（Ｂ）のように内径側が屈曲した断面Ｌ形のダストカバー２０を用い、このダストカバー２０を、本体部２０ａが多極磁石１９に当接し、内径部２０ｂが芯金１８および多極磁石１９の内周に挿入されるように保持し、その状態で内径部２０ｂを先端側が拡径するように加締めて、内径部２０ｂを芯金１８および多極磁石１９の内径端に係合させる。なお、ダストカバー２０の内径部２０ｂがハウジング７に干渉するのを避けるために、芯金１８の端面平行部１８ａをハウジング７の端面から離してあり、芯金１８は外径嵌合部１８ｂでハウジング７に固定されている。

図５に示す例のように、芯金１８および多極磁石１９がハウジング７の端面よりも内径側に突出している場合は、ダストカバー２０の内径部２０ｂがハウジング７に干渉することがないので、芯金１８の端面平行部１８ａをハウジング７の端面に当接させることができる。

また、図６（Ａ）に示す例のように、芯金１８が、外径嵌合部１８ｂと、この外径嵌合部１８ｂのインボード側端から外径側に延びる端面平行部１８ａとでなり、端面平行部１８ａに多極磁石１９が形成されている場合は、ダストカバー２０の本体部２０ａで磁気エンコーダ１７の被検出面１９ａを覆うようにし、外径部２０ｃを磁気エンコーダ１７の芯金１８および多極磁石１９の外径端に係合させることで、ダストカバー２０を磁気エンコーダ１７に固定すればよい。この場合、同図（Ｂ）のように外径側が屈曲した断面Ｌ形のダストカバー２０を用い、このダストカバー２０を、本体部２０ａが多極磁石１９に当接し、外径部２０ｃが芯金１８および多極磁石１９の外周に位置するように保持し、その状態で外径部２０ｃを先端側が縮径するように加締めて、外径部２０ｃを芯金１８および多極磁石１９の外径端に係合させる。

図７は異なる実施形態を示す。この実施形態の車輪用軸受装置１は、外輪回転タイプで、例えばトラック、バス等の駆動輪用アクスルユニットに適用される。この実施形態は、前記実施形態と異なり、ハウジング７の外周にハブおよびブレーキロータ取付用のフランジ４１を有する。フランジ４１には、周方向の複数箇所にボルト挿通孔４２が設けられており、フランジ４１の両側に配したハブ３４およびブレーキロータ３５を、ボルト挿通孔４２に挿通したボルト４３によりフランジ４１に結合する。ハウジング７のアウトボード側の端面に設けたボルト孔４４は、車軸結合用である。

この車輪用軸受装置１を例えばトラックの駆動輪用アクスルユニットとして組付ける場合、車体に固定された筒軸４５の外周に内輪３を嵌め込み、上記筒軸４５の内周部に車軸４６を回転自在に挿通し、その車軸４６の外側に形成された拡径部４６ａを、前記ボルト孔４４に挿入されるボルト４７によりハウジング７に結合させて、車軸４６とハウジング７とが一体に回転する構造とする。

この車輪用軸受装置１も、ハウジング７のインボード側端に、磁気エンコーダ１７が固定して設けられている。そして、その磁気エンコーダ１７に対面するように、磁気センサ２１が筒軸４５のつば部４５ａに取付けられている。磁気エンコーダ１７は、図１の実施形態に用いられているものと同じ構成であり、芯金１８の折り返し部１８ｃの先端が、前記筒軸つば部４５ａに対して接触を回避するためのわずかな隙間を持って対向している。折り返し部１８ｃにおける外径嵌合部１８ｂのインボード側端よりもインボード側へ延びた部分は、磁気エンコーダ１７の被検出面１９ａを、この磁気エンコーダ１７の外周の空間から遮蔽するダストカバー２０として作用する。これにより、前記実施形態と同様、ブレーキロータ３５の金属摩耗粉やブレーキパッド３７のパッドかす等の異物が、磁気エンコーダ１７の被検出面１９ａに付着したり、磁気エンコーダ１７と磁気センサ２１間に詰まったりすることが防がれる。

上記各実施形態では、転がり軸受２を円すいころ軸受型としているが、アンギュラ玉軸受等の玉軸受型としてもよい。

（Ａ）はこの発明の実施形態にかかる車輪用軸受装置を組み込んだアクスルユニットの断面図、（Ｂ）はそのＩＢ部拡大図である。 異なる磁気エンコーダ取付部を示す断面図である。 さらに異なる磁気エンコーダ取付部を示す断面図である。 （Ａ）はさらに異なる磁気エンコーダ取付部を示す断面図、（Ｂ）はそのダストカバーの取付け前の状態を示す断面図である。 さらに異なる磁気エンコーダ取付部を示す断面図である。 （Ａ）はさらに異なる磁気エンコーダ取付部を示す断面図、（Ｂ）はそのダストカバーの取付け前の状態を示す断面図である。 （Ａ）はこの発明の異なる実施形態にかかる車輪用軸受装置を組み込んだアクスルユニットの断面図、（Ｂ）はそのVIIＢ部拡大図である。 従来のアクスルユニットの断面図である。 従来の回転検出装置を示す説明図である。

符号の説明

１…車輪用軸受装置
２…転がり軸受
３…内輪
４…外輪
７…ハウジング
１７…磁気エンコーダ
１８…芯金
１９…多極磁石
１９ａ…被検出面
２１…磁気センサ
２２…回転検出装置
２３…空間
３４…ハブ
３５…ブレーキロータ

Claims (8)

1. 転がり軸受と、この転がり軸受の外輪が内周に嵌合されてハブおよびブレーキロータが取付けられる環状のハウジングとを備え、前記ハウジングの軸方向端部に磁気エンコーダを設けた車輪用軸受装置であって、前記磁気エンコーダの被検出面を覆うか、または前記磁気エンコーダの被検出面を、この磁気エンコーダの外周の空間から遮蔽するダストカバーを設けたことを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 請求項１において、前記ダストカバーは前記磁気エンコーダと一体である車輪用軸受装置。
3. 請求項１において、前記ダストカバーは前記磁気エンコーダと別体である車輪用軸受装置。
4. 請求項３において、前記ダストカバーを、溶接により前記磁気エンコーダと固定した車輪用軸受装置。
5. 請求項３において、前記ダストカバーを、その一部分を前記磁気エンコーダに係合させて固定した車輪用軸受装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記ハウジングは球状黒鉛鋳鉄からなる車輪用軸受装置。
7. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記ハウジングは低、中炭素鋼からなる車輪用軸受装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記ハウジングの外周にハブおよびブレーキロータ取付用のフランジを有する車輪用軸受装置。

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