JP2010019327A - 回転速度検出装置付き車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量・コンパクト化と共に、低コスト化を図っ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の複列の外側転走面５ａ間に装着された回転速度センサ１０を備えた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、回転速度センサ１０に所定の径方向すきまを介して対峙し、凹凸部からなるパルサ部１２がハブ輪１の肩部１ｅの外周面に鍛造工程で同時に形成されると共に、パルサ部１２の凹凸部の溝径ｄｐが、内輪２の小径部の外径ｄｉよりも大径に設定されているので、部品点数を削減できると共に、従来のように、パルサリングをハブ輪に圧入固定する工程を削減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承すると共に、この車輪の回転速度を検出する回転速度検出装置が内蔵され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、車輪の回転速度を検出する回転速度検出装置が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。中でも、回転速度センサとパルサリング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５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５１と内輪５２とからなる内方部材５３と、この内方部材５３に複列のボール５４、５４を介して外挿された外方部材５５とを備えている。

ハブ輪５１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５６を一体に有し、この車輪取付フランジ５６の円周等配位置にハブボルト５６ａが植設されている。また、外周に内側転走面５１ａと、この内側転走面５１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５１ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション５１ｃが形成されている。小径段部５１ｂには外周に内側転走面５２ａが形成された内輪５２が圧入され、小径段部５１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部５１ｄによってハブ輪５１に対して軸方向に固定されている。

外方部材５５は、外周にナックル（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ５５ｂを一体に有し、内周に前記複列の内側転走面５１ａ、５２ａに対向する複列の外側転走面５５ａ、５５ａが一体に形成されている。そして、外方部材５５の外側転走面５５ａ、５５ａと、これらに対向する複列の内側転走面５１ａ、５２ａ間には複列のボール５４、５４が収容され、保持器５７、５７によって転動自在に保持されている。また、外方部材５５の端部にはシール５８、５９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。

外方部材５５の複列の外側転走面５５ａ、５５ａ間にはセンサ挿入孔６１が径方向に貫通して形成され、このセンサ挿入孔６１に回転速度センサ６０が挿入されている。また、ハブ輪１の外周に平歯車状のパルサリング６２が固定され、回転速度センサ６０に対峙している。

外方部材５５のセンサ取付部６５はフライス加工により平坦面に形成され、その後、ローレット加工により表面に微小な凹凸面が形成されている。この微小な凹凸面により、センサ取付部６５と回転速度センサ６０の非挿入部６０ｂとの摩擦係数を高めることができる。また、この凹凸面の凸部は、その先端部が三角形状等の尖塔形状に形成されることにより、容易に非挿入部６０ｂに食い込ませることができ、良好な食い込み性を確保することができる。したがって、回転速度センサ６０のセンサ取付部６５への固定力を高めることができると共に、弾性リング６４によって、センサ挿入孔６１に対して回転速度センサ６０の挿入部６０ａが偏心するのを防止し、長期間に亘って回転速度センサ６０の取付部６５の密封性を維持することができる。
特開２００７−２０５４１０号公報

然しながら、この従来の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は、別体のパルサリング６２がハブ輪５１の外周に固定されているため、部品点数が増え、パルサリング６２をハブ輪５１に圧入固定する工程が増えると共に、さらに軸受組立時にパルサリング６２と外方部材５５とが干渉しないように慎重に作業をしなければならなかった。これでは、作業工数が嵩み、製造コストが高騰するという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、軽量・コンパクト化と共に、低コスト化を図っ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、外周にナックル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肩部を介して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、この内方部材および前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材の複列の外側転走面間に装着された回転速度センサとを備えた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、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し、凹凸部からなるパルサ部が前記ハブ輪の肩部の外周面に直接形成されている。

このように、外方部材の複列の外側転走面間に装着された回転速度センサを備えた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、回転速度センサに所定の径方向すきまを介して対峙し、凹凸部からなるパルサ部がハブ輪の肩部の外周面に直接形成されているので、従来のように、別体のパルサリングをハブ輪に圧入する必要がなく、部品点数を削減できると共に、パルサリングをハブ輪に圧入固定する工程を削減することができる。さらには軸受組立時にパルサ部と外方部材との干渉を考慮する必要がないので、組立作業性が格段に向上する。したがって、軽量・コンパクト化と共に、低コスト化を図っ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。

また、請求項２に記載の発明のように、前記パルサ部が前記ハブ輪の鍛造工程で同時に形成されていれば、加工工数を一層削減することができ、低コスト化を達成することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記パルサ部が切削加工によって形成されていれば、検出精度を高めることができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記パルサ部の凹凸部の溝径が、前記内輪の小径部の外径よりも大径に設定されていれば、凹凸部の端面が内輪の小端面に干渉せず、精度良くすきま管理ができると共に、小径段部の隅部に過大な応力が発生してもこの凹凸部に応力が集中するのを緩和することができ、ハブ輪の耐久性を確保することができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記凹凸部の表面に高周波焼入れにより硬化処理が施されていれば、凹凸部に応力が集中してもハブ輪の耐久性を確保することができる。

本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は、外周にナックル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肩部を介して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、この内方部材および前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材の複列の外側転走面間に装着された回転速度センサとを備えた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、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し、凹凸部からなるパルサ部が前記ハブ輪の肩部の外周面に直接形成されているので、従来のように、別体のパルサリングをハブ輪に圧入する必要がなく、部品点数を削減できると共に、パルサリングをハブ輪に圧入固定する工程を削減することができる。さらには軸受組立時にパルサ部と外方部材との干渉を考慮する必要がないので、組立作業性が格段に向上する。したがって、軽量・コンパクト化と共に、低コスト化を図っ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。

外周にナックル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肩部を介して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、この内方部材および前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材の複列の外側転走面間に装着された回転速度センサとを備えた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、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し、凹凸部からなるパルサ部が前記ハブ輪の肩部の外周面に鍛造工程で同時に形成されると共に、当該パルサ部の凹凸部の溝径が、前記内輪の小径部の外径よりも大径に設定されている。

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一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の回転速度センサを示す一部断面正面図、図３（ａ）は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図、（ｃ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図、図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。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１の左側）、中央寄り側をインナー側（図１の右側）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世代と称され、ハブ輪１と内輪２とからなる内方部材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とを備えている。

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、この車輪取付フランジ６の円周等配位置にハブボルト６ａが植設されている。また、外周には一方（アウター側）の内側転走面１ａと、この内側転走面１ａから肩部１ｅを介して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。小径段部１ｂには外周に他方（インナー側）の内側転走面２ａが形成された内輪２が所定のシメシロを介して圧入されている。さらに、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、所定の予圧が付与された状態で、ハブ輪１に対して内輪２が軸方向に固定されている。

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）に取り付けるための車体取付フランジ５ｂを一体に有し、内周に前記複列の内側転走面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。これら外側転走面５ａ、５ａは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。そして、この外方部材５の外側転走面５ａ、５ａと、これらに対向する複列の内側転走面１ａ、２ａ間には複列の転動体４、４がそれぞれ収容され、保持器７、７によって転動自在に保持されている。また、外方部材５の端部にはシール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。

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、アウター側のシール８のシールランド部となる基部６ｂから内側転走面１ａおよび小径段部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。これにより、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂは耐摩耗性が向上するばかりでなく、車輪取付フランジ６に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、ハブ輪１の耐久性が向上する。一方、内輪２および転動体４はＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。

ここで、回転速度センサ１０は、外方部材５の複列の外側転走面５ａ、５ａ間に、径方向に貫通して形成されたセンサ挿入孔１１に挿入されている。この回転速度センサ１０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とからなり、合成樹脂を射出成形によって一体にモールドされている。そして、図２に示すように、センサ挿入孔１１に挿入される軸状の挿入部１０ａと、外方部材５の外部に位置する非挿入部１０ｂとを有している。挿入部１０ａの外周には環状溝１３が形成され、この環状溝１３にＯリング等からなる弾性リング１４が装着されている。また、非挿入部１０ｂは、外方部材５のセンサ取付部１５に着座する形状に形成され、側方に延びる取付片１６が設けられ、この取付片１６にボルト挿通孔１６ａが形成されている。

また、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、外方部材５のセンサ取付部１５には、センサ挿入孔１１と、このセンサ挿入孔１１の近傍に、前記ボルト挿通孔１６ａに対応して、タップ孔１７が形成されている。そして、センサ挿入孔１１に弾性リング１４を介して挿入部１０ａが挿入され、ボルト挿通孔１６ａに挿通したボルト（図示せず）をこのタップ孔１７に螺合することにより、回転速度センサ１０が外方部材５に緩みなく固定される。

外方部材５のセンサ取付部１５は、図３（ａ）に示すように、フライス加工により平坦面に形成され、その後、ローレット加工により表面に微小な凹凸面１５ａが形成されている。この微小な凹凸面１５ａにより、センサ取付部１５と回転速度センサ１０の非挿入部１０ｂとの摩擦係数を高めることができる。また、この凹凸面１５ａの凸部は、その先端部が三角形状等の尖塔形状に形成されることにより容易に非挿入部１０ｂに食い込んで良好な食い込み性を確保することができ、回転速度センサ１０のセンサ取付部１５への固定力を高めることができる。さらに、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、センサ取付部１５に肩部１８が形成され、ボルト挿通孔１６ａに挿通されたボルトをタップ孔１７に螺合させる際、センサ取付部１５に対して、回転速度センサ１０がボルトを支点にボルト回転方向にずれるのを防止することができる。したがって、センサ挿入孔１１に対して、この回転速度センサ１０のずれによって挿入部１０ａが偏心するのを防止し、弾性リング１４によって長期間に亘って回転速度センサ１０の取付部１５の密封性を維持することができる。

本実施形態では、回転速度センサ１０に所定の径方向すきま（エアギャップ）を介して対峙するパルサ部（被検出部）１２がハブ輪１の外周に直接形成されている（図１参照）。このパルサ部１２は肩部１ｅの外周に形成され、図４に示すように、凹凸部１２ａからなる平歯車状に形成されている。これにより、ハブ輪１の回転に伴い円周上交互に磁界の方向が変化し、回転速度センサ１０を介して車輪の回転速度を検出することができると共に、従来のように、別体のパルサリングをハブ輪に圧入する必要がないので、部品点数を削減することができると共に、パルサリングをハブ輪に圧入固定する工程を削減することができる。さらには軸受組立時にパルサ部１２と外方部材５との干渉を考慮する必要がないので、組立作業性が格段に向上する。したがって、回転速度センサ１０を外方部材５の複列の外側転走面５ａ、５ａ間に配設して検出部を内蔵することにより装置を軽量・コンパクト化をすることができると共に、低コスト化を図っ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。

なお、パルサ部１２は、ハブ輪１の鍛造工程で同時に形成されているので、加工工数を一層削減することができるが、このパルサ部１２を鍛造後に切削加工によって形成することにより、検出精度を高めることができる。

ここで、パルサ部１２の凹凸部１２ａの溝径ｄｐは、内輪２の小径部の外径ｄｉよりも大径に設定されている。そして、凹凸部１２ａの表面に高周波焼入れにより硬化処理が施されている。これにより、凹凸部１２ａの端面が内輪２の小端面に干渉せず、精度良くすきま管理ができると共に、小径段部１ｂの隅部に過大な応力が発生してもこの凹凸部１２ａに応力が集中するのを緩和することができ、ハブ輪１の耐久性を確保することができる。

なお、ここでは、転動体４、４をボールとした複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず転動体に円すいころを使用した複列円すいころ軸受であっても良い。また、本実施形態では、第３世代と称される構造を例示したが、これに限らず、第４世代構造であっても良い。

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、内輪回転構造において、従動輪側、駆動輪側に拘わらず、ハブ輪の外周に直接内側転走面が形成され、外方部材の複列の外側転走面間に回転速度センサが配設された第３世代または第４世代構造の車輪用軸受装置に適用できる。

本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図である。 同上、回転速度センサを示す一部断面した正面図である。 （ａ）は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図である。 （ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 （ｃ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 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。

符号の説明

１・・・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ、２ａ・・・・・・・・内側転走面
１ｂ・・・・・・・・・・・小径段部
１ｃ・・・・・・・・・・・セレーション
１ｄ・・・・・・・・・・・加締部
１ｅ、１８・・・・・・・・肩部
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
６・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
６ａ・・・・・・・・・・・ハブボルト
７・・・・・・・・・・・・保持器
８、９・・・・・・・・・・シール
１０・・・・・・・・・・・回転速度センサ
１０ａ・・・・・・・・・・挿入部
１０ｂ・・・・・・・・・・非挿入部
１１・・・・・・・・・・・センサ挿入孔
１２・・・・・・・・・・・パルサ部
１２ａ・・・・・・・・・・凹凸部
１３・・・・・・・・・・・環状溝
１４・・・・・・・・・・・弾性リング
１５・・・・・・・・・・・センサ取付部
１５ａ・・・・・・・・・・凹凸面
１６・・・・・・・・・・・取付片
１６ａ・・・・・・・・・・ボルト挿通孔
１７・・・・・・・・・・・タップ孔
５１・・・・・・・・・・・ハブ輪
５１ａ、５２ａ・・・・・・内側転走面
５１ｂ・・・・・・・・・・小径段部
５１ｃ・・・・・・・・・・セレーション
５１ｄ・・・・・・・・・・加締部
５２・・・・・・・・・・・内輪
５３・・・・・・・・・・・内方部材
５４・・・・・・・・・・・ボール
５５・・・・・・・・・・・外方部材
５５ａ・・・・・・・・・・外側転走面
５５ｂ・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５６・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５６ａ・・・・・・・・・・ハブボルト
５７・・・・・・・・・・・保持器
５８、５９・・・・・・・・シール
６０・・・・・・・・・・・回転速度センサ
６０ａ・・・・・・・・・・挿入部
６０ｂ・・・・・・・・・・非挿入部
６１・・・・・・・・・・・センサ挿入孔
６２・・・・・・・・・・・パルサリング
６４・・・・・・・・・・・弾性リング
６５・・・・・・・・・・・センサ取付部
ｄｉ・・・・・・・・・・・内輪の小径部の外径
ｄｐ・・・・・・・・・・・凹凸部の溝径

Claims (5)

1. 外周にナックル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肩部を介して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、
   この内方部材および前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、
   前記外方部材の複列の外側転走面間に装着された回転速度センサとを備えた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、
   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し、凹凸部からなるパルサ部が前記ハブ輪の肩部の外周面に直接形成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. 前記パルサ部が前記ハブ輪の鍛造工程で同時に形成されている請求項１に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
3. 前記パルサ部が切削加工によって形成されている請求項１に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
4. 前記パルサ部の凹凸部の溝径が、前記内輪の小径部の外径よりも大径に設定されている請求項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. 前記凹凸部の表面に高周波焼入れにより硬化処理が施されている請求項１乃至４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。

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