JP2010002228A - 軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転がり軸受装置を小型化および軽量化しても、回転検出精度を維持した転がり軸受装置を提供すること
【解決手段】リング部材１８を構成する保持部材２１には、等速ジョイント１１の支持部１１ａの外周面に固定される円筒部２１ａと、円筒部２１ａの軸方向の外部側の端部より径方向外側に延びるフランジ部２１ｂとを有する。そしてフランジ部２１ｂの着磁体２２より径方向外側の部位には、着磁体２２の軸方向の車体側の面２２ｃより軸方向の車体側まで延びる延長部２１ｃが設けられる。ナックル１７が車体側軌道部材１３の固定部１３ｂに載置される場合に、ナックル１７と着磁体２２とが接触しようとした場合であっても、先にナックル１７と延長部２２ｃとが接触するために、ナックル１７と着磁体２２との接触が防止される。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車体に固定された車軸を回転可能とする軸受装置、特に、回転状態を検出するセンサを有する転がり軸受装置に関する。

一般に、自動車等の車輪を支持する車輪支持装置は、車体に取り付けられる車軸と、車輪に取り付けられ、車軸を回転自在に支持する転がり軸受装置とから構成される。また、転がり軸受装置は、車軸とともに回転する回転部材と、回転部材を外囲する固定部材と、回転部材と固定部材との間に位置し、車軸の周囲に複数配列される転動体とから構成される。そして、近年の転がり軸受装置の小型化および軽量化に伴い、回転部材である内輪と等速ジョイントとが一体として構成された転がり軸受装置が開発されている（特許文献１参照）。

従来の内輪と等速ジョイントとが一体化した転がり軸受装置に関して図４（ａ）および図４（ｂ）を用いて説明する。図４（ａ）に示すように、転がり軸受装置１は、車軸を支持する等速ジョイント２と、等速ジョイント２とともに回転する車輪側軌道部材３と、車輪側軌道部材３を外囲する車体側軌道部材４と、車輪側軌道部材３および車体側軌道部材４の間に配置される転動体５とを備える。

等速ジョイント２および車体側軌道部材４の間と、車輪側軌道部材３および車体側軌道部材４の間とには、それぞれシール装置６ａ、６ｂが設けられる。そして、等速ジョイント２および車体側軌道部材４の間に設けられたシール装置６ａには、等速ジョイント２の回転状態を検知する回転検出装置の回転側センサ７が一体に設けられる。

図４（ｂ）に示すように、シール装置６ａは、等速ジョイント２に固定されたスリンガ７ａと、スリンガ７ａに固定された着磁体７ｂと、車体側軌道部材４に固定された芯金７ｃと、芯金７ｃに固定され、スリンガ７ａと摺接するシール部材７ｄとを備える。また、車体側軌道部材４には、車体と転がり軸受装置１とを接続するための接続部材であるナックル８が固定される固定部４ｂが設けられる。ナックル８は、軸方向の車体側より軸方向の外部側に向かい（図４（ｂ）の白抜き矢印参照）、固定部４ｂに載置される。そして、ナックル８を固定部４ｂに載置した状態にて、ボルト（不図示）にて固定部４ｂに固定される。
特開２００７−１６２８２７号公報

ここで、転がり軸受装置の小型化および軽量化の要求に伴い、従来の転がり軸受装置１においては、等速ジョイント２および車体側軌道部材４の間隙が小さく形成されている。そのために、図４（ｂ）に示すように、スリンガ７ａおよび着磁体７ｂは、車体側軌道部材４の軸方向の車体側の端部（以下、単に「車体側端部」という。）４ａより軸方向の車体側に配置される。そして、スリンガ７ａおよび着磁体７ｂは、径方向において、車体側端部４ａの内周面４ａ１より外側まで延設されるとともに、着磁体７ｂは、車体側端部４ａの外周面４ａ２付近まで延設されることとなる。

そして、このような構造の下、ナックル８を固定部４ｂに取り付ける場合に、軸方向において、ナックル８が車体側端部４ａの外周面４ａ２付近まで延設された着磁体７ｂ付近を通過するために、着磁体７ｂとナックル８とが接触してしまう場合がある。その結果、着磁体７ｂが損傷してしまい、等速ジョイント２の回転状態を検出する回転検出精度が低下する場合があった。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、小型化された転がり軸受装置において、回転部材の回転検出精度の低下を防止した転がり軸受装置を提供することである。

本発明の請求項１に記載の発明は、車体に取り付けられた車軸を回転可能に支持する軸受装置であって、車軸とともに回転する略円筒形状の回転部材と、回転部材を外囲する略円筒形状の円筒部および円筒部から径方向外側に向けて延設され、車体に接続される接続部材が固定される固定部を有する固定部材と、回転部材の回転状態を検出するセンサと対向し、回転部材から固定部に向けて延設されるリング体および回転部材に固定され、リング体を保持する保持部材を有し、固定部より軸方向の車体側に配置されるリング部材とを備え、保持部材には、リング体の軸方向の車体側の面より軸方向の車体側に向けて突出するとともに、接続部材とリング体との接触を防止する接触防止部が設けられることを特徴とする。

上記構成によれば、リング体を保持する保持部材に接触防止部が設けられることにより、接続部材を固定部に固定する場合に、リング体と接続部材との接触を防止することができ、リング体の損傷を防ぐことができる。したがって、小型の転がり軸受装置においても、回転部材の回転検出精度の低下を防止できる転がり軸受装置を提供することができる。

本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の軸受装置であって、保持部材には、リング体を固定するフランジ部を有し、接触防止部は、フランジ部の前記リング体より径方向外側の部位により形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、フランジ部の一部により、接触防止部を設けることができるため、接触防止部のために別個の部品を追加する必要がなく、簡単な構成でリング体と接続部材との接触を防止することができる。その上、接触防止部のために別個の部品を追加する必要がなく、部品点数を削減できるため、転がり軸受装置のコストダウンを図ることができる。

本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１および請求項２のいずれかに記載の軸受装置であって、接触防止部は、リング体に固定され、リング体の軸方向の車体側の面を覆うカバー部材であることを特徴とする。

上記構成によれば、接触防止部にリング体の少なくとも軸方向の面を覆うカバー部材を設けることによって、接続部材を固定部に固定する場合に、リング体に接触しようとする場合であっても、カバー部材によってリング体と接続部材との接触を確実に防止することができる。

本発明によれば、転がり軸受装置を小型化および軽量化しても、回転部材の回転検出精度の低下を防止できる転がり軸受装置を提供することができる。

（第１の実施形態）
本発明の転がり軸受装置１０に関して、図１および図２を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る転がり軸受装置を示した断面図である。図２は、本発明の転がり軸受装置の第１の実施形態に係るリング部材の周囲を拡大した拡大図である。

転がり軸受装置１０は、自動車等の車両の車体に取り付けられた車軸を回転可能に支持するものであり、転がり軸受装置１０は、等速ジョイント１１、車輪側軌道部材１２、車体側軌道部材１３、および転動体１４を備える。等速ジョイント１１は、車軸を支持するとともに、車軸とともに回転する。車輪側軌道部材１２は、等速ジョイント１１に固定され、等速ジョイント１１と共に回転する。車体側軌道部材１３は、等速ジョイント１１および車輪側軌道部材１２を外囲し、後述するナックル１７により車体に固定される。転動体１４は、径方向において、等速ジョイント１１、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、周方向に複数配列された玉により構成される。また、径方向における、等速ジョイント１１と車体側軌道部材１３との間、および径方向における、車輪側軌道部材１２と車体側軌道部材１３との間には、それぞれ車体側シール装置１５および外部側シール装置１６が設けられる。車体側シール装置１５および外部側シール装置１６は、それぞれ転動体１４を転がり軸受装置１０より外部空間からシールする。即ち、車体側シール装置１５および外部側シール装置１６は、外部空間から転がり軸受装置１０内の転動体１４に泥水、小石等の異物が侵入することを抑える役割を果たす。

回転部材である等速ジョイント１１は、略円筒形状に設けられる。そして、等速ジョイント１１は、軸方向の車体側に設けられ、車軸を支持する支持部１１ａと、支持部１１ａより軸方向の外部側に設けられ、車輪側軌道部材１２に挿入される挿入部１１ｂと、支持部１１ａと挿入部１１ｂとの軸方向の間の部位である中間部１１ｃを有する。そして、中間部１１ｃの外周面（即ち、中間部１１ｃの径方向外側の面）には、転動体１４と摺接する内輪軌道溝１１ｄが形成される。

回転部材である車輪側軌道部材１２は、略中空円筒形状に設けられる。そして、車輪側軌道部材１２は、等速ジョイント１１の挿入部１１ｂと嵌合する内周面１２ａ１を有する円筒部１２ａと、円筒部１２ａから径方向外側に向けて延設され、車輪（不図示）にボルトＢ１によって取り付けられる取付部１２ｂとを有する。また、円筒部１２ａの内周面１２ａ１より軸方向の外部側には、径方向外側に延びるフランジ面１２ｃが設けられる。そして、このフランジ面１２ｃに等速ジョイント１１の挿入部１１ｂが、例えば、加締めによって固定される。円筒部１２ａの外周面（即ち、円筒部１２ａにおける径方向外側の面）には、等速ジョイント１１の内輪軌道溝１１ｄに対して軸方向において並列となるように、転動体１４と摺接する内輪軌道溝１２ｄが設けられる。

固定部材である車体側軌道部材１３は、等速ジョイント１１の中間部１１ｃおよび車輪側軌道部材１２の円筒部１２ａを外囲する略中空円筒形状の円筒部１３ｄを有する。そして、車体側軌道部材１３には、それぞれ転動体１４と摺接する外輪軌道溝１３ａが設けられる。また、車体側軌道部材１３における軸方向の車体側には、車体と車体側軌道部材１３とを接続する接続部材であるナックル１７が固定される固定部１３ｂが設けられる。この固定部１３ｂは、車体側軌道部材１３の円筒部１３ｄの外周面から径方向外側に向けて一体的に延設される。また、ナックル１７は、車体側軌道部材１３より軸方向の車体側から軸方向の外部側に向かい固定部１３ｂに載置され、ボルトＢ２により固定部１３ｂに固定される。

図２に示すように、車体側シール装置１５は、回転側センサであるリング部材１８を備える。そして、車体側シール装置１５は、車体側軌道部材１３の固定部１３ｂより軸方向の車体側の部位（以下、単に「車体側端部」という。）１３ｃの内周面１３ｃ２に固定される芯金１９と、芯金１９に固定される弾性シール部材２０と、弾性シール部材２０と摺接するリング部材１８とを備える。

芯金１９は、金属板をプレス加工することによって断面略Ｌ字形状に形成される。そして、芯金１９は、円環形状であり、車体側端部１３ｃの内周面に固定される円筒部１９ａと、円筒部１９ａの軸方向の車体側の端部より径方向内側に向かい延設されるフランジ部１９ｂとを有する。そして、フランジ部１９ｂに弾性シール部材２０が固定される。また、本実施形態では、芯金１９は、円筒部１９ａが車体側端部１３ｃの内周面１３ｃ２に圧入されることにより固定される。

リング部材１８は、車体側軌道部材１３の固定部１３ｂよりも軸方向の車体側に配置される。そして、リング部材１８は、等速ジョイント１１の支持部１１ａの外周面に固定された保持部材２１と、保持部材２１に固定された着磁体２２とを有する。そして、着磁体２２は、等速ジョイント１１から固定部１３ｂに向けて延設され、後述する磁気センサ２３と軸方向において対向するように配置される。

保持部材２１は、磁性体の金属板をプレス加工することによって断面略Ｌ字形状に形成される。そして、保持部材２１は、円環形状であり、支持部１１ａの外周面１１ａ１に固定される円筒部２１ａと、着磁体２２を固定するとともに、円筒部２１ａの軸方向の外部側の端部から径方向外側に向かい延設されるフランジ部２１ｂとを有する。また、フランジ部２１ｂの着磁体２２より径方向外側の部位には、軸方向の車体側に一体的に延設された延長部２１ｃが設けられる。また、弾性シール部材２０は、フランジ部２１ｂの軸方向の外部側の面２１ｂ１と摺接するとともに、等速ジョイント１１の支持部１１ａの外周面１１ａ１と摺接する。

リング体である着磁体２２は、断面略Ｌ字形状であり、周方向（即ち、等速ジョイント１１および車輪側軌道部材１２の回転周方向）に複数の磁極が着磁された円環形状の磁性体である。そして、着磁体２２は、保持部材２１の円筒部２１ａに固定される第１部位２２ａ、およびフランジ部２１ｂの軸方向の車体側の面２１ｂ２に固定される第２部位２２ｂを有する。また、着磁体２２は、第２部位２２ｂに磁極が着磁される。

また、着磁体２２の軸方向の車体側には、着磁体２２と軸方向に対向するようにナックル１７と一体に構成された磁気センサ２３が配置される。磁気センサ２３は、着磁体２２の磁束を検出するセンサであり、例えば、ホール素子、ホールＩＣ等である。磁気センサ２３は、樹脂部材２４によって埋設され、ナックル１７の内縁１７ａより径方向内側に突出するように設けられる。また、ナックル１７の内縁１７ａは、車体側軌道部材１３の車体側端部１３ｃの外周面１３ｃ１と近接する。特に、本実施形態では、ナックル１７の内縁１７ａと車体側端部１３ｃの外周面１３ｃ１とは、互いに接触する。

保持部材２１のフランジ部２１ｂの外縁および着磁体２２の外縁２２ｄは、車体側端部１３ｃの内周面１３ｃ２より径方向外側まで延びる。そして、フランジ部２１ｂの外縁および着磁体２２の外縁２２ｄは、車体側端部１３ｃの外周面１３ｃ１より径方向内側となるように配置される。ここで、フランジ部２１ｂの外縁の径方向の位置は、延長部２１ｃの外周面２１ｃ２の径方向の位置と一致する。

また、保持部材２１のフランジ部２１ｂの着磁体２２より径方向外側の部位である延長部２１ｃは、着磁体２２の第２部位２２ｂの軸方向の車体側の面２２ｃより軸方向の車体側に突出する。即ち、延長部２１ｃの軸方向の車体側の面２１ｃ１は、着磁体２２の面２２ｃよりも軸方向の車体側に位置する。この構造により、ナックル１７を軸方向の車体側より固定部１３ｂに載置する場合に、ナックル１７が着磁体２２と接触しようとする場合であっても、延長部２１ｃの面２１ｃ１が着磁体２２の面２２ｃより軸方向の車体側に延びているために、延長部２１ｃが着磁体２２より先にナックル１７と接触する。したがって、ナックル１７と着磁体２２の面２２ｃとの接触を防止することができる。即ち、延長部２１ｃによって、保持部材２１には、着磁体２２の軸方向の車体側の面２２ｃより軸方向の車体側に突出するとともに、ナックル１７と着磁体２２との接触を防止する接触防止部が設けられる。

また、接触防止部である延長部２１ｃがフランジ部２１ｂの一部であるために（即ち、保持部材２１と延長部２１ｃとが単一部材として構成されるために）、接触防止部のために別個の部品を追加する必要がない。その上、保持部材２１のフランジ部２１ｂから軸方向の車体側に折り曲げるのみの簡単な構成にて、着磁体２２とナックル１７との接触防止部を達成することができる。したがって、接触防止部を備えた転がり軸受装置の部品点数を削減することができるため、転がり軸受装置の価格の低減を図ることができる。

本発明の転がり軸受装置の第１の実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態の転がり軸受装置によれば、リング部材１８の保持部材２１には、着磁体２２の軸方向の車体側の面２２ｃより軸方向の車体側に突出するとともに、ナックル１７と着磁体２２との接触を防止する接触防止部が設けられる構成とする。したがって、ナックル１７を軸方向の車体側より車体側軌道部材１３の固定部１３ｂに載置する場合に、ナックル１７と着磁体２２とが接触しようとしても、接触防止部が着磁体２２の面２２ｃより軸方向の車体側に突出しているために、ナックル１７は、先に接触防止部と接触する。したがって、ナックル１７と着磁体２２との接触を防止することができる。その結果、着磁体２２の損傷を防ぐことができ、着磁体２２と磁気センサ２３とによる等速ジョイント１１の回転検出精度の低下を防止した、信頼性の高い転がり軸受装置を提供することができる。

（２）本実施形態の転がり軸受装置によれば、接触防止部を構成する保持部材２１の延長部２１ｃが着磁体２２の面２２ｃより軸方向の車体側まで一体に延びることにより構成される。したがって、接触防止部のための別個の部品を追加することなく、簡単な構造で着磁体２２とナックル１７との接触を防止することができる。その上、接触防止部のために別個の部品を追加する必要がなく、部品点数を削減できるため、転がり軸受装置の低価格化を図ることができる。

（第２の実施形態）
本発明の転がり軸受装置の第２実施形態に関して図３を用いて説明する。図３は、本発明の転がり軸受装置の第２の実施形態に係るリング部材を示した断面図である。なお、第２実施形態においては、リング部材以外の転がり軸受装置の部位は、第１実施形態と同一であるため、ここでは詳しい説明を省略する。

図３を参照して、リング部材３０は、等速ジョイント１１の支持部１１ａの外周面１１ａ１に固定される保持部材２１と、保持部材２１に固定される着磁体２２と、着磁体２２を軸方向の車体側より覆うカバー部材３１とを備える。即ち、リング部材３０は、第１実施形態のリング部材１８にカバー部材３１をさらに追加した構造となる。

カバー部材３１は、断面略Ｌ字形状の円環形状の非磁性体の金属板（例えば、ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４等）である。そして、カバー部材３１は、着磁体２２の第１部位２２ａを径方向の外側より覆う円筒部３１ａと、円筒部３１ａの軸方向の外部側の端部より径方向外側に延設され、着磁体２２の第２部位２２ｂの軸方向の面２２ｃを軸方向の車体側より覆うフランジ部３１ｂとを有する。この構造により、ナックル１７を固定部１３ｂに載置する場合に、ナックル１７が着磁体２２に接触しようとした場合でも、カバー部材３１により、ナックル１７と着磁体２２との接触を確実に防止することができる。即ち、カバー部材３１は、着磁体２２とナックル１７との接触防止部を構成する。したがって、等速ジョイント１１の回転検出精度の低下を防止することができる。また、カバー部材３１の厚さｔ１は、保持部材２１の厚さｔ２よりも薄くなるように（即ち、ｔ１＜ｔ２の関係となるように）設定される。この構造により、着磁体２２の磁気飽和を抑えつつも、着磁体２２と磁気センサ２３との軸方向の間隙を小さく設定することができるために、着磁体２２と磁気センサ２３とによる等速ジョイント１１の回転検出精度を向上させることができる。

本発明の転がり軸受装置の第２実施形態によれば、転がり軸家装置の第１の実施形態の効果（１）および（２）に加え、以下の効果を得ることができる。
（３）本実施形態の転がり軸受装置によれば、着磁体２２の軸方向の車体側を覆うカバー部材３１を着磁体２２に固定する構造とする。したがって、ナックル１７を車体側軌道部材１３の固定部１３ｂに載置する場合に、ナックル１７が着磁体２２に接触しようする場合であっても、着磁体２２とナックル１７との接触を確実に防止することができる。したがって、着磁体２２の損傷を防ぐことができ、着磁体２２と磁気センサ２３とによる等速ジョイント１１の回転検出精度の低下を防止した、信頼性の高い転がり軸受装置を提供することができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変形してもよい。
・本実施形態のリング部材１８では、接触防止部である延長部２１ｃが保持部材２１と一体に構成されたが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、延長部２１ｃと保持部材２１とは、別部材であってもよい。

・本実施形態のリング部材３０では、保持部材２１に延長部２１ｃが設けられ、カバー部材３１のフランジ部３１ｂが、延長部２１ｃより径方向内側に配置されたが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、延長部２１ｃの面２１ｃ１が着磁体２２の面２２ｃと軸方向に略同等、もしくは、より軸方向の外部側であり、カバー部材３１のフランジ部３１ｂが着磁体２２の外縁まで覆う構造であってもよい。また、保持部材２１に延長部２１ｃが設けられず、カバー部材３１が着磁体２２の外周面まで覆う構造であってもよい。

・本実施形態のリング部材３０では、カバー部材３１が、着磁体２２の第１部位２２ａを覆う円筒部３１ａを有していたが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、カバー部材３１は、着磁体２２の第２部位２２ｂの軸方向の車体側の面２２ｃを覆うフランジ部３１ｂのみの構造であってもよい。

本発明の転がり軸受装置の構造を示した断面図である。 図１の車体側シール装置の周囲を示した拡大図である。 本発明のリング部材の第２の実施形態を示した断面図である。 従来の転がり軸受装置の構造を示し、（ａ）は、転がり軸受装置の全体を示した半断面図を示し、（ｂ）は、（ａ）のシール装置の周囲を拡大した拡大図である。

符号の説明

１０…転がり軸受装置、１１…等速ジョイント（回転部材）、１２…車輪側軌道部材（回転部材）、１３…車体側軌道部材（固定部材）、１３ｂ…固定部、１３ｄ…円筒部、１５…車体側シール装置、１７…ナックル（接続部材）、１８…リング部材、２１…保持部材、２１ｂ…フランジ部、２１ｃ…延長部（接触防止部）、２２…着磁体（リング体）、２２ｃ…面、３０…リング部材、３１…カバー部材（接触防止部）。

Claims (3)

1. 車体に取り付けられた車軸を回転可能に支持する軸受装置であって、
   前記車軸とともに回転する略円筒形状の回転部材と、前記回転部材を外囲する略円筒形状の円筒部および前記円筒部から径方向外側に向けて延設され、車体に接続される接続部材が固定される固定部を有する固定部材と、前記回転部材の回転状態を検出するセンサと対向し、前記回転部材から前記固定部に向けて延設されるリング体および前記回転部材に固定され、前記リング体を保持する保持部材を有し、前記固定部より軸方向の車体側に配置されるリング部材とを備え、
   前記保持部材には、前記リング体の軸方向の車体側の面より軸方向の車体側に向けて突出するとともに、前記接続部材と前記リング体との接触を防止する接触防止部が設けられることを特徴とする軸受装置。
2. 請求項１に記載の軸受装置であって、
   前記保持部材には、前記リング体を固定するフランジ部を有し、
   前記接触防止部は、前記フランジ部の前記リング体より径方向外側の部位により形成されていることを特徴とする軸受装置。
3. 請求項１および請求項２のいずれかに記載の軸受装置であって、
   前記接触防止部は、前記リング体に固定され、前記リング体の軸方向の車体側の面を覆うカバー部材であることを特徴とする軸受装置。

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