JP2010032303A - Wheel bearing device with rotation detection device - Google Patents

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Tatsuo Nakajima
達雄 中島
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NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact wheel bearing device with a rotation detection device, which is capable of preventing wear, swelling, and cracking of a magnetic encoder, and enables structure reinforcement and use of the encoder under high and low temperature environments. <P>SOLUTION: The wheel bearing device includes rolling elements 5 provided between rolling surfaces 3, 4 of an outer member 1 and an inner member 2. Onto the outer peripheral face of the inner member 2, the magnetic encoder 21 having an inclined face 23b inclined with respect to the axial direction is fitted and mounted. An annular sensor holder 25 with a built-in magnetic sensor 24 is mounted on the outer member 1. The magnetic sensor 24 faces the inclined face 23b of the magnetic encoder 21 in parallel via a predetermined space. A sealing device 8 for sealing a space between the sensor holder 25 and the inner member 2 is provided at a position more outside the bearing than the magnetic encoder 21. As the magnetic encoder 21, a thermoplastic elastomer magnetic encoder is used. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、アンチロックブレーキシステムを備えた自動車等に用いられる回転検出装置付き車輪用軸受装置に関する。   The present invention relates to a wheel bearing device with a rotation detection device used in an automobile or the like equipped with an antilock brake system.

近年、経済成長の著しいBRICs諸国向けの自動車部品の輸出が拡大している。そのような自動車部品のうち、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置では、前記アンチロックブレーキシステム(ABS)のタイヤロック検知センサとして、磁気エンコーダと、この磁気エンコーダをターゲットとして車輪の回転を検出する磁気センサとでなる回転検出装置を内蔵させ、前記磁気エンコーダとして磁性ゴム製のものを使用する場合が多い。   In recent years, exports of automobile parts to BRICs countries where economic growth is remarkable are increasing. Among such automobile parts, in a wheel bearing device that rotatably supports a wheel with respect to a vehicle body, as a tire lock detection sensor of the anti-lock brake system (ABS), a magnetic encoder, and this magnetic encoder as a target In many cases, a rotation detector including a magnetic sensor for detecting the rotation of the wheel is incorporated, and the magnetic encoder is made of magnetic rubber.

上記したBRICs諸国では、未舗装の悪路で自動車が運転される場合も多いので、その自動車の車輪用軸受装置に回転検出装置が内蔵される場合には、その磁気エンコーダとして耐摩耗性の高いものが要求される。このため、従来は、加熱圧縮により製造される磁性ゴム製の磁気エンコーダの表面を非磁性材料からなる保護カバーで被覆して、摩耗防止を図るなどの対策が講じられていた。   In the above-mentioned BRICs countries, an automobile is often driven on an unpaved rough road. Therefore, when a rotation detecting device is built in a wheel bearing device of the automobile, the magnetic encoder has high wear resistance. Things are required. For this reason, conventionally, measures have been taken such as to prevent wear by covering the surface of a magnetic rubber magnetic encoder manufactured by heat compression with a protective cover made of a non-magnetic material.

しかし、非磁性材料からなる保護カバーで磁気エンコーダの表面を被覆するのでは、磁気エンコーダの表面と、これに対向して配置される磁気センサとのギャップが大きくなるため、より磁束密度の大きい磁気エンコーダが必要となる。   However, if the surface of the magnetic encoder is covered with a protective cover made of a non-magnetic material, the gap between the surface of the magnetic encoder and the magnetic sensor arranged opposite to the surface becomes large. An encoder is required.

そこで、このような課題を解決するものとして、前記磁気エンコーダと磁気センサとを軸受内部で軸方向に対向させて設置した回転検出装置付き車輪用軸受装置も提案されている(例えば特許文献1)。
特開2005−300289号公報
Therefore, as a means for solving such a problem, a wheel bearing device with a rotation detection device in which the magnetic encoder and the magnetic sensor are installed in the bearing in the axial direction is also proposed (for example, Patent Document 1). .
Japanese Patent Laying-Open No. 2005-300289

しかし、このようにゴム製の磁気エンコーダを軸受内部に設置した場合、潤滑剤であるグリースが磁気エンコーダに接触し、しかも磁気エンコーダは転動体などの軸受発熱部近傍の高温環境下に配置されることになるので、磁気エンコーダが膨潤し易く、磁気信号が乱れる不具合が生じ、正確な回転検出ができないという問題がある。   However, when a rubber magnetic encoder is installed inside the bearing in this way, the grease, which is a lubricant, comes into contact with the magnetic encoder, and the magnetic encoder is placed in a high-temperature environment near the bearing heat generating part such as a rolling element. Therefore, there is a problem that the magnetic encoder easily swells, the magnetic signal is disturbed, and accurate rotation cannot be detected.

そこで、本発明者等は、例えば特許文献1に開示の回転検出装置付き車輪用軸受装置において、磁気エンコーダを、その被検出部となる磁石がプラチック磁石であるプラスチック磁気エンコーダとしたものを開発した(特願2008−027280号)。   Accordingly, the present inventors have developed, for example, in the wheel bearing device with a rotation detection device disclosed in Patent Document 1, a magnetic encoder that is a plastic magnetic encoder in which the magnet to be detected is a plastic magnet. (Japanese Patent Application No. 2008-027280).

しかし、この場合にもプラスチック磁気エンコーダが転動体などの軸受発熱部近傍の高温環境下に配置されることに変わりはなく、さらに自動車が極低温地域で使用される場合にはプラスチック磁気エンコーダが低温環境下に晒されることになる。このため、プラスチック磁気エンコーダと、プラスチック磁気エンコーダが取付けられる金属製の軸との線膨張率の違いから、プラスチック磁気エンコーダが損傷し易く、磁気信号が乱れる不具合が生じ、やはり正確な回転検出ができないという問題が残る。   However, in this case as well, the plastic magnetic encoder is still placed in a high temperature environment near the bearing heat generating part such as a rolling element, and when the automobile is used in a very low temperature region, the plastic magnetic encoder is low in temperature. You will be exposed to the environment. For this reason, the difference in linear expansion coefficient between the plastic magnetic encoder and the metal shaft to which the plastic magnetic encoder is attached causes the plastic magnetic encoder to be easily damaged, causing a problem that the magnetic signal is disturbed, and also cannot accurately detect rotation. The problem remains.

また、プラスチック磁気エンコーダと磁気センサとを軸方向に対向させて配置する構成では、回転検出装置付き車輪用軸受装置の軸方向スペースが大きくなり、コンパクト化の阻害要因となる。   Further, in the configuration in which the plastic magnetic encoder and the magnetic sensor are arranged to face each other in the axial direction, the space in the axial direction of the wheel bearing device with the rotation detection device becomes large, which is an obstacle to downsizing.

この発明の目的は、磁気エンコーダの摩耗・膨潤・損傷の防止、および構造強化が可能で、高低温環境化でも使用でき、かつ装置のコンパクト化が可能な回転検出装置付き車輪用軸受装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a wheel bearing device with a rotation detection device that can prevent wear, swelling and damage of a magnetic encoder, and can be strengthened in structure, can be used even in a high-temperature environment, and can be made compact. It is to be.

この発明の回転検出装置付き車輪用軸受装置は、内周に複列の転走面が形成され固定側部材となる外方部材と、前記各転走面に対向する転走面が外周に形成され回転側部材となる内方部材と、これら対向する転走面間に介在した複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、前記内方部材の端部付近の外周面に嵌合して取付けられ外周面が内方部材の端部側に向くように軸方向に対して傾斜した傾斜面とされた磁気エンコーダと、外周に有する芯金で前記外方部材に嵌合状態に取付けられて磁気センサを内蔵しこの磁気センサが前記磁気エンコーダの傾斜面に対して隙間を介して平行に対峙する円環状のセンサホルダと、磁気エンコーダよりも軸受外側位置で前記センサホルダと前記内方部材との間の空間を密封する密封装置とを備え、前記磁気エンコーダを、被検出部となる磁石が、熱可塑性エラストマーに磁性粉を混入させた熱可塑性エラストマー磁石である熱可塑性エラストマー磁気エンコーダとしたことを特徴とする。
この構成によると、磁気エンコーダの被検出面を外向きの傾斜面とし、この傾斜面に対峙する磁気センサを内蔵したセンサホルダを外方部材に取付け、磁気エンコーダよりも軸受外側位置に密封装置を設けたので、外部からの異物などにより磁気エンコーダが摩耗するのを防止できる。
特に、磁気エンコーダとして熱可塑性エラストマー磁気エンコーダを用いているので、ゴム磁気エンコーダと異なり、その磁石部が潤滑剤であるグリースに接触しても、膨潤することが回避される。また、高低温環境下での線膨張率差による磁気エンコーダ内部の応力も、プラスチック磁気エンコーダに比べて、熱可塑性エラストマーであれば小さくなり割れることはない。その結果、磁気エンコーダの摩耗・膨潤や損傷を防止して正確な回転検出が可能である。
また、磁気エンコーダは、被検出面を傾斜面としたので、断面概形を三角形状にできて構造を強化することができる。磁気エンコーダの被検出面が傾斜面であるため、センサホルダと同じ軸方向位置に磁気エンコーダが配置される。そのため、磁気エンコーダの軸方向長さ分だけ、回転検出装置付き車輪用軸受装置の軸方向長さを短くでき、装置のコンパクト化が可能となる。
In the wheel bearing device with a rotation detecting device of the present invention, a double row rolling surface is formed on the inner periphery and an outer member serving as a fixed member and a rolling surface facing each of the rolling surfaces are formed on the outer periphery. A wheel bearing device that includes an inner member that is a rotating side member and a double-row rolling element interposed between the opposing rolling surfaces, and that supports the wheel rotatably with respect to the vehicle body. A magnetic encoder that is fitted and attached to the outer peripheral surface near the end of the member and is inclined with respect to the axial direction so that the outer peripheral surface faces the end of the inner member; And an annular sensor holder that is attached to the outer member in a fitted state and has a built-in magnetic sensor that faces the inclined surface of the magnetic encoder in parallel through a gap, and a magnetic encoder. Between the sensor holder and the inner member at a bearing outer position. And the magnetic encoder is a thermoplastic elastomer magnetic encoder in which the magnet to be detected is a thermoplastic elastomer magnet in which magnetic powder is mixed with thermoplastic elastomer. And
According to this configuration, the detected surface of the magnetic encoder is an outwardly inclined surface, a sensor holder incorporating a magnetic sensor facing the inclined surface is attached to the outer member, and the sealing device is disposed at a position outside the bearing relative to the magnetic encoder. Since it is provided, it is possible to prevent the magnetic encoder from being worn by foreign matters from the outside.
In particular, since a thermoplastic elastomer magnetic encoder is used as the magnetic encoder, unlike the rubber magnetic encoder, swelling is avoided even if the magnet portion comes into contact with grease as a lubricant. In addition, the stress inside the magnetic encoder due to the difference in linear expansion coefficient in a high and low temperature environment is smaller than a plastic magnetic encoder and is not cracked if it is a thermoplastic elastomer. As a result, wear, swelling and damage of the magnetic encoder can be prevented and accurate rotation detection is possible.
In addition, since the magnetic encoder has an inclined surface to be detected, the cross-sectional outline can be made triangular and the structure can be strengthened. Since the detection surface of the magnetic encoder is an inclined surface, the magnetic encoder is disposed at the same axial position as the sensor holder. Therefore, the axial length of the wheel bearing device with the rotation detecting device can be shortened by the axial length of the magnetic encoder, and the device can be made compact.

この発明において、前記熱可塑性エラストマー磁気エンコーダは、前記熱可塑性エラストマー磁石が円周方向に磁極が並ぶ多極磁石であり、この多極磁石は磁性粉と熱可塑性樹脂とを含み、前記磁性粉含有熱可塑性樹脂の溶融粘度が30Pa・s以上1500Pa・s以下であっても良い。
熱可塑性エラストマー多極磁石の材料である磁性粉含有熱可塑性エラストマーは、溶融粘度が30Pa・sよりも小さいと、射出成形時においてバリが多量に発生し、適切に成形することが困難になる。また、熱可塑性エラストマーの溶融粘度が1500Pa・sよりも大きいと、熱可塑性エラストマーに磁性粉を混練することが困難となる。特に、磁性粉の割合を高くした場合に、混練不良が顕著となる。そこで、磁性粉含有熱可塑性エラストマーの溶融粘度を、30Pa・s以上で、1500Pa・s以下とすることにより、生産性の良好な熱可塑性エラストマー磁気エンコーダを得ることができる。また、熱可塑性エラストマー磁気エンコーダの生産性向上は、回転検出装置付き車輪用軸受装置の生産性向上にもつながる。
In this invention, the thermoplastic elastomer magnetic encoder is a multipolar magnet in which the thermoplastic elastomer magnet has magnetic poles arranged in a circumferential direction. The multipolar magnet includes magnetic powder and a thermoplastic resin, and contains the magnetic powder. The melt viscosity of the thermoplastic resin may be 30 Pa · s or more and 1500 Pa · s or less.
When the melt viscosity is less than 30 Pa · s, the magnetic powder-containing thermoplastic elastomer, which is a material for the thermoplastic elastomer multipolar magnet, generates a large amount of burrs during injection molding, making it difficult to mold appropriately. If the melt viscosity of the thermoplastic elastomer is greater than 1500 Pa · s, it becomes difficult to knead the magnetic powder into the thermoplastic elastomer. In particular, when the proportion of the magnetic powder is increased, the kneading failure becomes remarkable. Thus, by setting the melt viscosity of the magnetic powder-containing thermoplastic elastomer to 30 Pa · s or more and 1500 Pa · s or less, a thermoplastic elastomer magnetic encoder with good productivity can be obtained. Further, the productivity improvement of the thermoplastic elastomer magnetic encoder also leads to the improvement of the productivity of the wheel bearing device with the rotation detection device.

この発明において、前記熱可塑性エラストマーは、エステル系、ウレタン系、塩ビ系、オレフィン系の群から選択される1つ以上の化合物を含むものであっても良い。
これらの熱可塑性エラストマーは、軸受に潤滑剤として使用されるグリースに高温浸漬された時でも非常に膨潤量が小さい(10%以下)ので、車輪用軸受装置に組み込まれる熱可塑性エラストマー磁気エンコーダの材料として特に有効である。
In the present invention, the thermoplastic elastomer may contain one or more compounds selected from the group consisting of ester, urethane, vinyl chloride, and olefin.
Since these thermoplastic elastomers have a very small amount of swelling (less than 10%) even when they are immersed in grease used as a lubricant for bearings at a high temperature, they are materials for thermoplastic elastomer magnetic encoders incorporated in wheel bearing devices. As particularly effective.

この発明において、前記磁性粉がフェライト系磁性粉であっても良い。フェライト系磁性粉は酸化しにくいため、熱可塑性エラストマー磁気エンコーダの防食性を向上させることができる。   In the present invention, the magnetic powder may be a ferrite-based magnetic powder. Since ferrite magnetic powder is difficult to oxidize, the corrosion resistance of the thermoplastic elastomer magnetic encoder can be improved.

この発明において、前記磁性粉が異方性フェライト系磁性粉であっても良い。   In the present invention, the magnetic powder may be anisotropic ferrite magnetic powder.

この発明において、前記熱可塑性エラストマー磁気エンコーダの前記熱可塑性エラストマー磁石が射出成形品であっても良い。   In this invention, the thermoplastic elastomer magnet of the thermoplastic elastomer magnetic encoder may be an injection molded product.

前記熱可塑性エラストマー磁石が射出成形品である場合、この熱可塑性エラストマー磁石は、射出成形において磁場成形したものであっても良い。すなわち、射出成形時に射出成形金型内で磁場成形したものであっても良い。このように磁場成形することにより、より磁束密度の大きな熱可塑性エラストマー磁気エンコーダを得ることができる。   When the thermoplastic elastomer magnet is an injection molded product, the thermoplastic elastomer magnet may be a magnetic field molded product in injection molding. That is, it may be formed by magnetic field molding in an injection mold during injection molding. By forming the magnetic field in this way, a thermoplastic elastomer magnetic encoder having a larger magnetic flux density can be obtained.

この発明において、熱可塑性エラストマー磁気エンコーダは、前記内方部材の外周面に圧入して固定される内周面および前記傾斜面とされる外周面を有する円環状の熱可塑性エラストマー磁石の単体であっても良い。
このようにスリンガを持たない熱可塑性エラストマー磁石の単体で熱可塑性エラストマー磁気エンコーダを構成すると、熱可塑性エラストマー磁気エンコーダの低コスト化が可能になる。
In the present invention, the thermoplastic elastomer magnetic encoder is a single annular thermoplastic elastomer magnet having an inner peripheral surface that is press-fitted and fixed to the outer peripheral surface of the inner member and an outer peripheral surface that is the inclined surface. May be.
Thus, if a thermoplastic elastomer magnetic encoder is constituted by a single thermoplastic elastomer magnet having no slinger, the cost of the thermoplastic elastomer magnetic encoder can be reduced.

この発明において、前記熱可塑性エラストマー製磁気エンコーダは、前記内方部材の外周面に圧入して固定される円筒部およびこの円筒部の一端部から立ち上がる立板部からなる断面L字状のスリンガと、このスリンガの前記円筒部および立板部にわたって一体成形され前記傾斜面とされる外周面を有する熱可塑性エラストマー磁石とでなるものであっても良い。   In the present invention, the thermoplastic elastomer magnetic encoder includes a cylindrical portion that is press-fitted and fixed to the outer peripheral surface of the inner member, and a slinger having an L-shaped cross section that includes a standing plate portion that rises from one end of the cylindrical portion. The slinger may be formed of a thermoplastic elastomer magnet having an outer peripheral surface integrally formed over the cylindrical portion and the standing plate portion of the slinger.

この発明において、前記スリンガを有する前記熱可塑性エラストマー磁気エンコーダは、そのスリンガを配置した金型内に磁性粉含有熱可塑性エラストマーを射出して前記熱可塑性エラストマー磁石を一体成形したインサート成形品であっても良い。またスリンガと熱可塑性エラストマー磁石を別々に製作し、これらを接着して一体化した前記スリンガを有する熱可塑性エラストマー磁気エンコーダとしても良い。
この時の接着剤として、イソシアネート系、ウレタン系、エステル系、塩ビ系、ゴム系、シアノアクリレート系の接着剤を使用できる。特にウレタン系やシアノアクリレート系が好適である。
In this invention, the thermoplastic elastomer magnetic encoder having the slinger is an insert-molded product in which the thermoplastic elastomer magnet is integrally formed by injecting a magnetic powder-containing thermoplastic elastomer into a mold in which the slinger is disposed. Also good. Alternatively, a slinger and a thermoplastic elastomer magnet may be manufactured separately, and a thermoplastic elastomer magnetic encoder having the slinger integrated by bonding them together may be used.
As an adhesive at this time, an isocyanate, urethane, ester, vinyl chloride, rubber, or cyanoacrylate adhesive can be used. In particular, urethane type and cyanoacrylate type are preferable.

この発明において、熱可塑性エラストマー磁気エンコーダの射出成形で、熱可塑性エラストマー磁石をインサート法で前記スリンガと一体成形する場合、前記スリンガ材料としては非磁性材料が好ましい。スリンガの材料として非磁性材料を用いることにより、磁性材料を用いた場合に比べて、熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ中の磁性粉の配硬度が向上するために磁力を強くすることができる。
また、またスリンガと熱可塑性エラストマー磁石を別々に製作し、これらを接着して一体化することにより、スリンガを有する熱可塑性エラストマー磁気エンコーダとする場合には、スリンガの材料として磁性材料を用いることにより、非磁性材料を用いた場合に比べて、磁力を強くすることができる。
In the present invention, when the thermoplastic elastomer magnet is integrally formed with the slinger by the insert method in the injection molding of the thermoplastic elastomer magnetic encoder, a nonmagnetic material is preferable as the slinger material. By using a non-magnetic material as a material for the slinger, the magnetic powder distribution in the thermoplastic elastomer magnetic encoder is improved compared to the case where a magnetic material is used, so that the magnetic force can be increased.
In addition, when a slinger and a thermoplastic elastomer magnet are manufactured separately, and they are bonded and integrated to form a thermoplastic elastomer magnetic encoder having a slinger, a magnetic material is used as the slinger material. Compared with the case of using a nonmagnetic material, the magnetic force can be increased.

この発明の回転検出装置付き車輪用軸受装置は、前記内方部材の端部付近の外周面に嵌合して取付けられ外周面が内方部材の端部側に向くように軸方向に対して傾斜した傾斜面とされた磁気エンコーダと、外周に有する芯金で前記外方部材に嵌合状態に取付けられて磁気センサを内蔵しこの磁気センサが前記磁気エンコーダの傾斜面に対して隙間を介して平行に対峙する円環状のセンサホルダと、前記磁気エンコーダよりも軸受外側位置で前記センサホルダと前記内方部材との間の空間を密封する密封装置とを備え、前記磁気エンコーダを、被検出部となる磁石が熱可塑性エラストマー磁石である熱可塑性エラストマー磁気エンコーダとしたため、磁気エンコーダの摩耗・膨潤・損傷の防止、および構造強化が可能で、高低温環境化でも使用でき、かつ装置のコンパクト化が可能となる。   The wheel bearing device with a rotation detecting device according to the present invention is fitted to and attached to the outer peripheral surface in the vicinity of the end of the inner member, and the axial direction is such that the outer peripheral surface faces the end of the inner member. A magnetic encoder having an inclined surface and a cored bar on the outer periphery are attached to the outer member in a fitted state, and a magnetic sensor is incorporated, and the magnetic sensor passes through a gap with respect to the inclined surface of the magnetic encoder. And an annular sensor holder facing in parallel, and a sealing device that seals a space between the sensor holder and the inner member at a position outside the bearing at a position outside the magnetic encoder, and the magnetic encoder is detected The thermoplastic magnet magnetic encoder, which is a thermoplastic elastomer magnet, is used to prevent wear / swell / damage of the magnetic encoder and to strengthen the structure. Can, and it is possible to compact the device.

この発明の一実施形態を図1ないし図3と共に説明する。この実施形態の回転検出装置付き車輪用軸受装置は、第3世代型に分類される複列のアンギュラ玉軸受型であり、内輪回転タイプでかつ駆動輪支持用のものである。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。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The wheel bearing device with a rotation detection device of this embodiment is a double row angular contact ball bearing type classified as a third generation type, and is an inner ring rotation type and a drive wheel support type. In this specification, the side closer to the outer side in the vehicle width direction of the vehicle when attached to the vehicle is referred to as the outboard side, and the side closer to the center of the vehicle is referred to as the inboard side.

この回転検出装置付き車輪用軸受装置における車輪用軸受装置は、図1に断面図で示すように、内周に複列の転走面3を形成した外方部材1と、これら各転走面3に対向する転走面4を外周に形成した内方部材2と、これら外方部材1および内方部材2の転走面3,4間に介在した複列の転動体5とで構成される。転動体5はボールからなり、各列毎に保持器6で保持されている。上記転走面3,4は断面円弧状であり、各転走面3,4は接触角が背面合わせとなるように形成されている。外方部材1と内方部材2との間の軸受空間のアウトボード側端は密封装置7によって密封されている。   As shown in the sectional view of FIG. 1, the wheel bearing device in the wheel bearing device with the rotation detecting device includes an outer member 1 in which a double row rolling surface 3 is formed on the inner periphery, and each of these rolling surfaces. 3, an inner member 2 formed on the outer periphery with a rolling surface 4 facing the outer periphery 3, and a double row rolling element 5 interposed between the outer member 1 and the rolling surfaces 3, 4 of the inner member 2. The The rolling elements 5 are formed of balls and are held by the cage 6 for each row. The rolling surfaces 3 and 4 have a circular arc shape in cross section, and the rolling surfaces 3 and 4 are formed so that the contact angles are aligned with the back surface. The end of the bearing space between the outer member 1 and the inner member 2 is sealed by a sealing device 7.

外方部材1は固定側部材となるものであって、車体の懸架装置(図示せず)におけるナックル60に取付ける車体取付用のフランジ1aを外周に有し、全体が一体の部品とされている。フランジ1aには、周方向の複数箇所に車体取付用のボルト孔14が設けられ、インボード側からナックル60のボルト挿通孔60aに挿通したナックルボルト61を前記フランジ1aのボルト孔14に螺合することにより、フランジ1aがナックル60にボルト止めされる。
内方部材2は回転側部材となるものであって、車輪取付用のハブフランジ9aを有するハブ輪9と、このハブ輪9の軸部9bのインボード側端の外周に嵌合した内輪10とでなる。これらハブ輪9および内輪10に、前記各列の転走面4が形成されている。ハブ輪9のインボード側端の外周には段差を持って小径となる内輪嵌合面12が設けられ、この内輪嵌合面12に内輪10が嵌合している。ハブ輪9の中心には貫通孔11が設けられている。この貫通孔11に、等速ジョイント62の外輪63のステム部63aを挿通し、ステム部63aの基端周辺の段面と先端に螺合するナット64との間で内方部材2を挟み込むことで、車輪用軸受装置と等速ジョイント62とを連結している。ハブフランジ9aには、周方向複数箇所にハブボルト15の圧入孔16が設けられている。ハブ輪9のハブフランジ9aの根元部付近には、ブレーキロータとホイール(図示せず)を案内する円筒状のパイロット部13がアウトボード側に突出している。このパイロット部13の案内により、前記ハブフランジ9aにブレーキロータとホイールとを重ね、ハブボルト15で固定する。
The outer member 1 is a fixed side member, and has a flange 1a for mounting a vehicle body attached to a knuckle 60 in a suspension device (not shown) of the vehicle body on the outer periphery, and the whole is an integral part. . Bolt holes 14 for mounting the vehicle body are provided in the flange 1a at a plurality of locations in the circumferential direction, and knuckle bolts 61 inserted from the inboard side into the bolt insertion holes 60a of the knuckle 60 are screwed into the bolt holes 14 of the flange 1a. By doing so, the flange 1a is bolted to the knuckle 60.
The inner member 2 is a rotating side member, and includes a hub wheel 9 having a hub flange 9a for wheel mounting, and an inner ring 10 fitted to the outer periphery of the end portion on the inboard side of the shaft portion 9b of the hub wheel 9. And become. The hub wheel 9 and the inner ring 10 are formed with the rolling surfaces 4 of the respective rows. An inner ring fitting surface 12 having a small diameter with a step is provided on the outer periphery of the inboard side end of the hub wheel 9, and the inner ring 10 is fitted to the inner ring fitting surface 12. A through hole 11 is provided at the center of the hub wheel 9. The stem portion 63a of the outer ring 63 of the constant velocity joint 62 is inserted into the through-hole 11, and the inner member 2 is sandwiched between a step surface around the proximal end of the stem portion 63a and a nut 64 that is screwed to the distal end. Thus, the wheel bearing device and the constant velocity joint 62 are connected. The hub flange 9a is provided with press-fit holes 16 for hub bolts 15 at a plurality of locations in the circumferential direction. In the vicinity of the base portion of the hub flange 9a of the hub wheel 9, a cylindrical pilot portion 13 for guiding a brake rotor and a wheel (not shown) protrudes toward the outboard side. The pilot rotor 13 guides the hub flange 9 a so that the brake rotor and the wheel are overlapped with each other and fixed with the hub bolt 15.

図2は、図1におけるA部の拡大断面図である。内方部材2の外周面のインボード側端には、熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21が嵌合して取付けられる。外方部材1のインボード側端には、前記熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21の磁束を検出する磁気センサ24を内蔵した円環状のセンサホルダ25が取付けられる。前記熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21と磁気センサ24とで、熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21と一体の内方部材2の回転、つまり車輪の回転を検出する回転検出装置20が構成される。   FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of part A in FIG. A thermoplastic elastomer magnetic encoder 21 is fitted and attached to the inboard side end of the outer peripheral surface of the inner member 2. An annular sensor holder 25 having a built-in magnetic sensor 24 for detecting the magnetic flux of the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21 is attached to the inboard side end of the outer member 1. The thermoplastic elastomer magnetic encoder 21 and the magnetic sensor 24 constitute a rotation detection device 20 that detects the rotation of the inner member 2 integrated with the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21, that is, the rotation of the wheel.

熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21は、内方部材2の外周面(ここでは内輪10の外周面)に圧入して固定される内周面23a、および軸受内側が大径となるように軸方向に対して外向きに傾斜した外周面である傾斜面23bを有する円環状の熱可塑性エラストマー多極磁石23の単体とされる。前記傾斜面23bが被検出面となる。この熱可塑性エラストマー多極磁石23は、軸方向の外側端に、後述の密封装置8のシール板31の外径面に嵌合する密封装置嵌合突部23cを有している。
センサホルダ25は、その磁気センサ24が前記熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21(熱可塑性エラストマー多極磁石23)の傾斜面23bに対して所定隙間を介して平行に対峙するように、外方部材1に取付けられる。
The thermoplastic elastomer magnetic encoder 21 has an inner peripheral surface 23a that is press-fitted and fixed to the outer peripheral surface of the inner member 2 (here, the outer peripheral surface of the inner ring 10), and the axial direction so that the inside of the bearing has a large diameter. Thus, a single annular thermoplastic elastomer multipolar magnet 23 having an inclined surface 23b that is an outer peripheral surface inclined outward is formed. The inclined surface 23b becomes a detected surface. The thermoplastic elastomer multipolar magnet 23 has a sealing device fitting projection 23c that fits on the outer diameter surface of a sealing plate 31 of the sealing device 8 described later at the outer end in the axial direction.
The sensor holder 25 is attached to the outer member 1 so that the magnetic sensor 24 faces the inclined surface 23b of the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21 (thermoplastic elastomer multipolar magnet 23) in parallel with a predetermined gap. Mounted.

熱可塑性エラストマー多極磁石23は、図3に示すように、円周方向に交互に磁極N,Sが並ぶように多極に磁化された環状の部材であり、磁性粉と、バインダとしての熱可塑性エラストマーとを含む射出成形品とされる。前記磁極N,Sは、ピッチ円直径PCDにおいて、所定のピッチpとなるように形成されている。
前記熱可塑性エラストマーは、エステル系、ウレタン系、塩ビ系、オレフィン系の群から選択される1つ以上の化合物を含むものとされる。例えば、熱可塑性エラストマーとしてTPO(オレフィン系熱可塑性エラストマー)、TPV(塩ビ系熱可塑性エラストマー)、TPEE(ポリエステル系熱可塑性エラストマー)等が使用できる。
As shown in FIG. 3, the thermoplastic elastomer multipolar magnet 23 is an annular member magnetized in multiple poles so that the magnetic poles N and S are alternately arranged in the circumferential direction. It is an injection-molded article containing a plastic elastomer. The magnetic poles N and S are formed to have a predetermined pitch p in the pitch circle diameter PCD.
The thermoplastic elastomer contains one or more compounds selected from the group consisting of ester, urethane, vinyl chloride and olefin. For example, TPO (olefin-based thermoplastic elastomer), TPV (vinyl chloride-based thermoplastic elastomer), TPEE (polyester-based thermoplastic elastomer), or the like can be used as the thermoplastic elastomer.

熱可塑性エラストマー多極磁石23の材料である磁性粉含有熱可塑性エラストマーの溶融粘度は、30〜1500Pa・sの範囲が好ましい。この溶融粘度が30Pa・sよりも小さいと、射出成形時においてバリが多量に発生し、適切に成形することが困難になる。また、熱可塑性エラストマーの溶融粘度が1500Pa・sよりも大きいと、熱可塑性エラストマーに磁性粉を混練することが困難となる。特に、磁性粉の割合を高くした場合に、混練不良が顕著となる。そこで、この実施形態では、前記磁性粉含有熱可塑性エラストマーの溶融粘度を、30Pa・s以上で、1500Pa・s以下としている。これにより、生産性の良好な熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21を得ることができる。また、回転検出装置付き車輪用軸受装置の生産性向上にもつながる。
なお、この場合の熱可塑性エラストマーの溶融粘度は、キャピログラフ(東洋精機(株)製)で、径1mmφ,ランド長10mmのキャピラリーを用いて、剪断速度100(l/s)、熱可塑性エラストマーの融点+50℃の温度で測定した結果を示す。
The melt viscosity of the thermoplastic elastomer containing magnetic powder that is the material of the thermoplastic elastomer multipolar magnet 23 is preferably in the range of 30 to 1500 Pa · s. If this melt viscosity is less than 30 Pa · s, a large amount of burrs are generated during injection molding, making it difficult to mold appropriately. If the melt viscosity of the thermoplastic elastomer is greater than 1500 Pa · s, it becomes difficult to knead the magnetic powder into the thermoplastic elastomer. In particular, when the proportion of the magnetic powder is increased, the kneading failure becomes remarkable. Therefore, in this embodiment, the melt viscosity of the magnetic powder-containing thermoplastic elastomer is 30 Pa · s or more and 1500 Pa · s or less. Thereby, the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21 with good productivity can be obtained. Moreover, it leads also to the productivity improvement of the wheel bearing apparatus with a rotation detection apparatus.
In this case, the melt viscosity of the thermoplastic elastomer is a capillograph (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.), using a capillary with a diameter of 1 mmφ and a land length of 10 mm, a shear rate of 100 (l / s), and a melting point of the thermoplastic elastomer. The result measured at the temperature of +50 degreeC is shown.

また、この場合の熱可塑性エラストマーとしては、軸受に潤滑剤として使用されるグリースに高温浸漬された時でも非常に膨潤量の小さいエステル系熱可塑性エラストマーであるハイトレル4767(東レ・デュポン(株)製)を採用し、220℃でフェライト粉(戸田工業(株)製FA700)を体積含有率で50vol%添加してニーダーで混練して作成した。
このような熱可塑性エラストマーは、耐油性が良く車輪用軸受装置に組み込まれる熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21の材料として特に有効である。
In this case, as the thermoplastic elastomer, Hytrel 4767 (manufactured by Toray DuPont Co., Ltd.), which is an ester-based thermoplastic elastomer having a very small amount of swelling even when immersed in grease used as a lubricant for a bearing at a high temperature, is used. ), Ferrite powder (FA700 manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd.) was added at a volume content of 50 vol% at 220 ° C., and kneaded with a kneader.
Such a thermoplastic elastomer is particularly effective as a material for the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21 which has good oil resistance and is incorporated in a wheel bearing device.

熱可塑性エラストマー多極磁石23の材料である磁性粉としては、バリウム系やストロンチウム系のフェライト粉が用いられる。フェライト系磁性粉の場合、等方性のフェライト系磁性粉であっても異方性のフェライト系磁性粉であっても良い。このようなフェライト系磁性粉は酸化しにくいため、熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21の防食性を向上させることができる。また、フェライト系磁性粉のみでは磁力が不足する場合、サマリウム鉄系磁性粉やネオジウム鉄系磁性粉などの希土類系磁性粉をフェライト系磁性粉に混合して使用しても良い。   As the magnetic powder that is the material of the thermoplastic elastomer multipolar magnet 23, barium-based or strontium-based ferrite powder is used. In the case of a ferrite magnetic powder, it may be an isotropic ferrite magnetic powder or an anisotropic ferrite magnetic powder. Since such ferrite-based magnetic powder is difficult to oxidize, the corrosion resistance of the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21 can be improved. In addition, when the magnetic force is insufficient with only ferrite magnetic powder, rare earth magnetic powder such as samarium iron magnetic powder or neodymium iron magnetic powder may be mixed with ferrite magnetic powder and used.

熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21は、以下の工程で製造される。まず、2軸押出機や混練機などを用いて、磁性粉と溶融した熱可塑性エラストマーとを混練し、磁性粉を熱可塑性エラストマーに適当に分散させる。その後、多極磁石の形状となるように射出成形等を行い、所望の成形体を得る。このようにして得られた成形品を、着磁ヨークを用いて多極に着磁することで磁極を形成する。なお、前記射出成形時には、磁気エンコーダ着磁面に対し80000Oe以上の垂直磁場を印加しながら磁場成形して、含有する磁性粉を磁場配向させるのが好ましい。このように磁場成形することにより、より磁束密度の大きな熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21を得ることができる。   The thermoplastic elastomer magnetic encoder 21 is manufactured by the following steps. First, the magnetic powder and the molten thermoplastic elastomer are kneaded using a twin screw extruder or a kneader, and the magnetic powder is appropriately dispersed in the thermoplastic elastomer. Then, injection molding etc. are performed so that it may become a shape of a multipolar magnet, and a desired molded object is obtained. The molded product thus obtained is magnetized into multiple poles using a magnetizing yoke to form a magnetic pole. At the time of the injection molding, it is preferable to form a magnetic field while applying a vertical magnetic field of 80000 Oe or more to the magnetic encoder magnetized surface and to orient the contained magnetic powder. By forming the magnetic field in this way, the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21 having a larger magnetic flux density can be obtained.

円環状のセンサホルダ25は、環状の芯金26と、磁気センサ24を内蔵し前記芯金26に結合された樹脂製のセンサ保持体27とでなる。センサ保持体27は、その軸方向の軸受内側端から内周面に突出してセンサ埋め込み突部27aが設けられる。このセンサ埋め込み突部27aは、先端面と軸受内側面との間の角部が、磁気エンコーダ21の傾斜面23bに平行な傾斜面とされ、この傾斜面に沿って磁気センサ24が内蔵されている。センサ埋め込み突部27aは、円環状であっても、また円周方向の一部に局部的に設けられたものであっても良い。芯金26は、外方部材1の外周面に圧入して取付けられる外径円筒部26aと、この外径円筒部26aのインボード側端から内径側に延びる鍔部26bと、この鍔部26bの内径側端から軸方向に延びる内径円筒部26cとでなる。この芯金26は、耐食性を有するステンレス鋼板などをプレス加工して形成される。芯金26における内径円筒部26cの周方向複数箇所には穿孔28が形成され、この内径円筒部26cから鍔部26bにわたる部位に樹脂製のセンサ保持体27が一体モールド成形されている。前記芯金26の外径円筒部26aを外方部材1の外周面に圧入し、その鍔部26bを外方部材1のインボード側端面に密着させた状態で、センサホルダ25が外方部材1のインボード側端に固定される。   The annular sensor holder 25 includes an annular cored bar 26 and a resin sensor holder 27 that incorporates a magnetic sensor 24 and is coupled to the cored bar 26. The sensor holding body 27 protrudes from the inner bearing end in the axial direction to the inner peripheral surface, and is provided with a sensor embedded protrusion 27a. In the sensor embedded protrusion 27a, the corner between the tip surface and the bearing inner surface is an inclined surface parallel to the inclined surface 23b of the magnetic encoder 21, and the magnetic sensor 24 is built in along the inclined surface. Yes. The sensor embedding protrusion 27a may be annular or may be locally provided in a part of the circumferential direction. The core metal 26 includes an outer diameter cylindrical portion 26a that is press-fitted and attached to the outer peripheral surface of the outer member 1, a flange portion 26b that extends from the inboard side end of the outer diameter cylindrical portion 26a toward the inner diameter side, and the flange portion 26b. The inner diameter cylindrical portion 26c extends in the axial direction from the inner diameter side end of the inner diameter. The cored bar 26 is formed by pressing a corrosion resistant stainless steel plate or the like. Perforations 28 are formed at a plurality of locations in the circumferential direction of the inner diameter cylindrical portion 26c in the cored bar 26, and a resin sensor holding body 27 is integrally molded at a portion extending from the inner diameter cylindrical portion 26c to the flange portion 26b. In a state where the outer diameter cylindrical portion 26a of the metal core 26 is press-fitted into the outer peripheral surface of the outer member 1, and the flange portion 26b is brought into close contact with the inboard side end surface of the outer member 1, the sensor holder 25 is moved to the outer member. 1 is fixed to the inboard side end.

センサホルダ25の内周と内方部材2の外周との間の空間は、前記熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21よりも軸受外側位置に設置される密封装置8によって密封される。この密封装置8は、内方部材2の外周面およびセンサホルダ25の内周面にそれぞれ装着された環状の第1および第2のシール板31,32を有する。
第1のシール板31は、内方部材2の外周面に圧入して取付けられる円筒部31aと、この円筒部31aのインボード側端から外径側に延びる立板部31bとでなる断面L字状に形成されている。この第1のシール板31は、オーステナイト系ステンレス鋼板、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板をプレス加工して形成される。
第2のシール板32は、センサホルダ25の内周面におけるインボード側に圧入して取付けられる円筒部32aと、この円筒部32aのアウトボード側端から内径側に延びる立板部32bとでなる断面逆L字状に形成される。この第2のシール板32は、その立板部32bが第1のシール板31の立板部31bよりもアウトボード側に位置して、第1のシール板31の立板部31bと軸方向に対面するように配置される。第2のシール板32には、サイドリップ33a、グリースリップ33b、および中間リップ33cを有するシール部材33が加硫接着されている。このシール部材33はゴム等の弾性部材からなる。前記サイドリップ33aは第1のシール板31の立板部31bに摺接し、グリースリップ33bおよび中間リップ33cは第1のシール板31の円筒部31aに摺接する。第1のシール板31の立板部31bの先端は、第2のシール板32の円筒部32aと僅かな径方向隙間を介して対向し、ラビリンスシールを構成する。この密封装置8により、外方部材1と内方部材2の間の軸受空間におけるインボード側端が密封される。
The space between the inner periphery of the sensor holder 25 and the outer periphery of the inner member 2 is sealed by the sealing device 8 installed at a position outside the bearing relative to the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21. The sealing device 8 includes annular first and second seal plates 31 and 32 attached to the outer peripheral surface of the inner member 2 and the inner peripheral surface of the sensor holder 25, respectively.
The first seal plate 31 includes a cylindrical portion 31a that is press-fitted and attached to the outer peripheral surface of the inner member 2, and a cross-section L that includes a vertical plate portion 31b that extends from the inboard side end of the cylindrical portion 31a to the outer diameter side. It is formed in a letter shape. The first seal plate 31 is formed by pressing an austenitic stainless steel plate or a cold-rolled steel plate that has been rust-proofed.
The second seal plate 32 includes a cylindrical portion 32a that is press-fitted and attached to the inboard side of the inner peripheral surface of the sensor holder 25, and a standing plate portion 32b that extends from the outboard side end of the cylindrical portion 32a to the inner diameter side. The cross section is formed in an inverted L shape. The second seal plate 32 has an upright plate portion 32b positioned on the outboard side of the upright plate portion 31b of the first seal plate 31, and is axially aligned with the upright plate portion 31b of the first seal plate 31. It arrange | positions so that it may face. A seal member 33 having a side lip 33a, a grease lip 33b, and an intermediate lip 33c is vulcanized and bonded to the second seal plate 32. The seal member 33 is made of an elastic member such as rubber. The side lip 33 a is in sliding contact with the standing plate portion 31 b of the first seal plate 31, and the grease lip 33 b and the intermediate lip 33 c are in sliding contact with the cylindrical portion 31 a of the first seal plate 31. The tip of the upright plate portion 31b of the first seal plate 31 is opposed to the cylindrical portion 32a of the second seal plate 32 via a slight radial gap to constitute a labyrinth seal. The sealing device 8 seals the inboard side end in the bearing space between the outer member 1 and the inner member 2.

上記構成の回転検出装置付き車輪用軸受装置によると、車輪の回転に伴って内方部材2と一体の熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21が回転する。このとき、この熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21(熱可塑性エラストマー多極磁石23)の着磁面である傾斜面23bと所定隙間を介して平行に対峙する磁気センサ24が、熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21の磁極N,Sの磁力の変化を読み取る。これにより、熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21と磁気センサ24とで構成される回転検出装置20は、車輪の回転を検出できる。   According to the wheel bearing device with a rotation detection device having the above-described configuration, the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21 integrated with the inner member 2 rotates as the wheel rotates. At this time, the magnetic sensor 24 facing the inclined surface 23b, which is the magnetized surface of the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21 (thermoplastic elastomer multipolar magnet 23), in parallel with a predetermined gap is provided in the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21. The change in magnetic force of the magnetic poles N and S is read. Thereby, the rotation detection apparatus 20 comprised with the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21 and the magnetic sensor 24 can detect rotation of a wheel.

また、この回転検出装置付き車輪用軸受装置では、内方部材2の外周面に嵌合して取付けられる熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21とで回転検出装置20を構成する磁気センサ24を内蔵したセンサホルダ25を、その磁気センサ24が熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21の傾斜面23bと平行に対峙するように外方部材1に取付け、熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21よりも軸受外側位置でセンサホルダ25と内方部材2との間の空間を密封する密封装置8を設けているので、外部からの異物などにより熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21が摩耗するのを防止できる。   Further, in this wheel bearing device with a rotation detection device, a sensor holder incorporating a magnetic sensor 24 constituting the rotation detection device 20 with a thermoplastic elastomer magnetic encoder 21 fitted and attached to the outer peripheral surface of the inner member 2. 25 is attached to the outer member 1 so that the magnetic sensor 24 faces the inclined surface 23b of the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21 in parallel, and the sensor holder 25 and the inner side are positioned in the bearing outer position than the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21. Since the sealing device 8 that seals the space between the members 2 is provided, it is possible to prevent the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21 from being worn by foreign matters from the outside.

特に、磁気エンコーダとして熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21(熱可塑性エラストマー多極磁石23)を用いているので、ゴム磁気エンコーダと異なり、磁気エンコーダが潤滑剤であるグリースと接触して膨潤するのを防止できる。また高低温環境下での線膨張率差による磁気エンコーダ内部の応力も、プラスチック磁気エンコーダに比べて、熱可塑性エラストマーであれば小さくなり割れることはない。その結果、磁気エンコーダの摩耗・膨潤や損傷を防止して正確な回転検出が可能となる。   In particular, since the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21 (thermoplastic elastomer multipole magnet 23) is used as the magnetic encoder, unlike the rubber magnetic encoder, the magnetic encoder can be prevented from coming into contact with the lubricant grease and swelling. . Also, the stress inside the magnetic encoder due to the difference in linear expansion coefficient under a high and low temperature environment is smaller than a plastic magnetic encoder as long as it is a thermoplastic elastomer and does not crack. As a result, wear, swelling, and damage of the magnetic encoder can be prevented and accurate rotation detection can be performed.

また、この回転検出装置付き車輪用軸受装置では、熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21の断面概形を三角形状にできるので、熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21の構造を強化することができる。   Moreover, in this wheel bearing device with a rotation detection device, the cross-sectional outline of the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21 can be made triangular, so that the structure of the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21 can be strengthened.

さらに、この実施形態では、センサホルダ25と同じ軸方向位置に熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21が配置されるので、熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21の軸方向長さ分だけ、回転検出装置付き車輪用軸受装置の軸方向長さを短くでき、装置のコンパクト化が可能となる。   Furthermore, in this embodiment, since the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21 is disposed at the same axial position as the sensor holder 25, the wheel bearing device with a rotation detector is provided by the axial length of the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21. The axial length can be shortened, and the apparatus can be made compact.

高分子物質を大別すると、次のように樹脂とエラストマーに2分される。
(1)樹脂
・熱硬化性樹脂:フェノール樹脂、尿素樹脂など
・熱可塑性樹脂:PP(ポリプロピレン)、ABS樹脂(アクリロニトリルブタジ エンスチレン樹脂)、PPS(ポリフェニレンスルファイド)など
(2)エラストマー
・合成ゴム、天然ゴム:NBR(ニトリルゴム)、CR(クロロプレンゴム)、V MQ(シリコンゴム)など
・熱可塑性エラストマー:TPO(オレフィン系)、TPVC(塩ビ系)、TPEE (エステル系)、など
次に、磁気エンコーダの材料として熱可塑性エラストマーが優位であることを示すために、その物性等について他の材料(プラスチック、エラストマー)と比較したデータについて以下に説明する。
プラスチック(熱可塑性樹脂 または 熱硬化性樹脂)……………硬度が高く、弾性変形量が小さい(数%以内)。
熱可塑性エラストマー…常温ではゴム弾性体としての挙動をとるが、温度上昇によって 溶融する高分子材料であり、ゴムの性質とプラスチックの性質 を併せ持つ(弾性変形量十%程度)。このため、柔軟性を持ち 、そこそこ伸びがあって割れにくい。
エラストマー……………柔軟(低硬度)な弾性体であり、弾性変形量が大きい(数百% 程度)。常温で非常に大きな弾性を持つ高分子物質(天然ゴム 、合成ゴムなど)の総称であり、伸びがある。
図4は、プラスチックとして熱可塑性樹脂、ポリウレタン(熱可塑性エラストマー)、ポリエステル(熱可塑性エラストマー)、およびエラストマー(ゴム)の4つの材料について、応力−ひずみ挙動を比較して示したグラフである。同グラフから、次のことが分かる。
プラスチック:ゴムに比べて硬く、変形時の応力が大きく、弾性変形量が小さい。このため破損しやすい。
ゴム:弾性変形量が大きく、十分に延びる。弾性率(ヤング率)が小さい。
熱硬化性エラストマー:プラスチックの強度とゴムの柔軟性を兼ね備えている。図4中に示すひずみ量Wの範囲内で使用する限りでは、弾性体としての挙動を示す。
このように、熱可塑性エラストマーの場合、弾性域がプラスチックよりも広いので、より衝撃に対して耐性があり割れにくい。
When polymer substances are roughly classified, they are divided into resin and elastomer as follows.
(1) Resin-Thermosetting resin: phenol resin, urea resin, etc.-Thermoplastic resin: PP (polypropylene), ABS resin (acrylonitrile butadiene styrene resin), PPS (polyphenylene sulfide), etc. (2) Elastomer-Synthesis Rubber, natural rubber: NBR (nitrile rubber), CR (chloroprene rubber), VMQ (silicon rubber), etc. ・ Thermoplastic elastomers: TPO (olefin), TPVC (vinyl chloride), TPEE (ester), etc. In order to show that a thermoplastic elastomer is superior as a material for a magnetic encoder, the data of its physical properties and the like compared to other materials (plastic, elastomer) will be described below.
Plastic (thermoplastic resin or thermosetting resin) ............ High hardness and low elastic deformation (within several percent).
Thermoplastic elastomer: A polymer material that behaves as a rubber elastic body at room temperature, but melts as the temperature rises. It has both rubber properties and plastic properties (elastic deformation of about 10%). For this reason, it has flexibility, is stretchable and is not easily broken.
Elastomer: A flexible (low hardness) elastic body with a large amount of elastic deformation (about several hundred percent). It is a general term for polymer substances (natural rubber, synthetic rubber, etc.) that have very large elasticity at room temperature, and has elongation.
FIG. 4 is a graph showing a comparison of stress-strain behavior of four materials, ie, a thermoplastic resin, polyurethane (thermoplastic elastomer), polyester (thermoplastic elastomer), and elastomer (rubber) as plastics. The graph shows the following.
Plastic: Harder than rubber, large stress during deformation, and small amount of elastic deformation. For this reason, it is easy to break.
Rubber: The elastic deformation is large and it extends sufficiently. Low elastic modulus (Young's modulus).
Thermosetting elastomer: Combines the strength of plastic and the flexibility of rubber. As long as it is used within the range of the strain amount W shown in FIG. 4, the behavior as an elastic body is shown.
Thus, in the case of a thermoplastic elastomer, since the elastic region is wider than that of plastic, it is more resistant to impact and is hard to crack.

図5は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態は、図1〜図3の実施形態の回転検出装置付き車輪用軸受装置において、熱可塑性エラストマー多極磁石23の単体からなる熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21を、円環状のスリンガ22と熱可塑性エラストマー多極磁石23の複合体からなる熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21Aに置き換えたものである。この場合の熱可塑性エラストマーとしては、エステル系熱可塑性エラストマーであるハイトレル4767(東レ・デュポン(株)製)を採用し、220℃でフェライト粉(戸田工業・製FA700)を体積含有率で50vol%添加してニーダーで混練して作成した。
この材料で成形した熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21Aを軸受に組込み低温側−35℃および高温側110℃のヒートサイクル(各温度で1時間保持)試験で800サイクル後での割れの有無を調べたところ、割れは生じず、良好な高低温特性を示した。このことから十分に高低温環境下でも使用できることが分かる。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21 formed of a single unit of the thermoplastic elastomer multipolar magnet 23 is replaced with an annular slinger 22 and a heat in the wheel bearing device with a rotation detection device of the embodiment of FIGS. This is a thermoplastic elastomer magnetic encoder 21A made of a composite of a plastic elastomer multipole magnet 23. As the thermoplastic elastomer in this case, Hytrel 4767 (manufactured by Toray DuPont Co., Ltd.), which is an ester-based thermoplastic elastomer, is used, and ferrite powder (FA700 manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd.) at a volume content of 50 vol. It was added and kneaded with a kneader.
A thermoplastic elastomer magnetic encoder 21A molded with this material was incorporated into a bearing and examined for cracks after 800 cycles in a low temperature side -35 ° C and high temperature side 110 ° C heat cycle test (held at each temperature for 1 hour). Cracking did not occur and good high and low temperature characteristics were exhibited. This shows that it can be used even in a sufficiently high and low temperature environment.

スリンガ22は、内方部材2の外周面(ここでは内輪10の外周面)に圧入して固定される円筒部22aおよびこの円筒部22aの軸受内側の端部から外径側に立ち上がる立板部22bからなる円環状で断面L字状の芯金である。熱可塑性エラストマー多極磁石23は、前記スリンガ22と別体に成形され、その後、1液性シアノアクリレート系接着剤(東亞合成・アロンα201)でスリンガ22に接着して一体化することで、熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21Aが構成される。熱可塑性エラストマー多極磁石23の外周面が斜面部23bとされていることは、先の実施形態の場合と同様である。スリンガ22は磁性体(SUS430)の鋼板からなる。このように、スリンガ22の材料として磁性材料を用いることにより、非磁性材料を用いた場合に比べて、熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21Aの磁力を強くすることができる。   The slinger 22 is a cylindrical portion 22a that is press-fitted and fixed to the outer peripheral surface of the inner member 2 (here, the outer peripheral surface of the inner ring 10), and a standing plate portion that rises to the outer diameter side from the inner end of the bearing of the cylindrical portion 22a. It is a cored bar having an annular shape and an L-shaped cross section composed of 22b. The thermoplastic elastomer multipolar magnet 23 is molded separately from the slinger 22 and then bonded to the slinger 22 with a one-component cyanoacrylate adhesive (Toagosei Aron α201) to integrate the heat. A plastic elastomer magnetic encoder 21A is configured. The fact that the outer peripheral surface of the thermoplastic elastomer multipolar magnet 23 is the inclined surface portion 23b is the same as in the previous embodiment. The slinger 22 is made of a magnetic steel plate (SUS430). Thus, by using a magnetic material as the material of the slinger 22, the magnetic force of the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21 </ b> A can be increased compared to the case of using a nonmagnetic material.

この実施形態における熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21Aは、以下の工程によるインサート成形により製造することもできる。まず、2軸押出機や混練機などを用いて、磁性粉と溶融した熱可塑性エラストマーとを混練し、磁性粉を熱可塑性エラストマーに適当に分散させる。その後、前記スリンガ22を配置した金型内に磁性粉含有熱可塑性エラストマーを射出して、熱可塑性エラストマー多極磁石23をスリンガ22と一体成形し、所望の熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21Aを得る。このようにして得られた熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ21Aのインサート成形品を、着磁ヨークを用いて多極に着磁することで、前記熱可塑性エラストマー多極磁石23の磁極を形成する。なお、この場合にも、前記射出成形時には、着磁面である前記傾斜面23bに対し80000Oe以上の垂直磁場を印加しながら磁場形成して、含有する磁性粉を磁場配向させるのが好ましい。その他の構成は、図1〜図3に示す実施形態の場合と同様であり、ここではその説明を省略する。   The thermoplastic elastomer magnetic encoder 21A in this embodiment can also be manufactured by insert molding according to the following steps. First, the magnetic powder and the molten thermoplastic elastomer are kneaded using a twin screw extruder or a kneader, and the magnetic powder is appropriately dispersed in the thermoplastic elastomer. Thereafter, a thermoplastic elastomer containing magnetic powder is injected into the mold in which the slinger 22 is disposed, and the thermoplastic elastomer multipolar magnet 23 is integrally formed with the slinger 22 to obtain a desired thermoplastic elastomer magnetic encoder 21A. The insert molded product of the thermoplastic elastomer magnetic encoder 21A thus obtained is magnetized into multiple poles using a magnetizing yoke, thereby forming the magnetic poles of the thermoplastic elastomer multipolar magnet 23. Also in this case, at the time of the injection molding, it is preferable to form a magnetic field while applying a vertical magnetic field of 80000 Oe or more to the inclined surface 23b which is a magnetized surface, and to magnetically orient the contained magnetic powder. Other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, and the description thereof is omitted here.

この発明の一実施形態にかかる回転検出装置付き車輪用軸受装置の断面図である。It is sectional drawing of the bearing apparatus for wheels with a rotation detection apparatus concerning one Embodiment of this invention. 図1におけるA部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the A section in FIG. 熱可塑性エラストマー磁気エンコーダを正面から見た磁極の説明図である。It is explanatory drawing of the magnetic pole which looked at the thermoplastic elastomer magnetic encoder from the front. エラストマーの応力−ひずみ挙動をプラスチックなどの他の材料と比較して示したグラフである。3 is a graph showing the stress-strain behavior of an elastomer compared to other materials such as plastic. この発明の他の実施形態にかかる回転検出装置付き車輪用軸受装置の部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the bearing device for wheels with a rotation detector concerning other embodiments of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…外方部材
2…内方部材
3,4…転走面
5…転動体
8…密封装置
20…回転検出装置
21,21A…熱可塑性エラストマー磁気エンコーダ
22…スリンガ
22a…円筒部
22b…立板部
23…熱可塑性エラストマー多極磁石
23a…内周面
23b…傾斜面
24…磁気センサ
25…センサホルダ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Outer member 2 ... Inner member 3, 4 ... Rolling surface 5 ... Rolling body 8 ... Sealing device 20 ... Rotation detection device 21, 21A ... Thermoplastic elastomer magnetic encoder 22 ... Slinger 22a ... Cylindrical part 22b ... Standing plate Part 23 ... Thermoplastic elastomer multipolar magnet 23a ... Inner peripheral surface 23b ... Inclined surface 24 ... Magnetic sensor 25 ... Sensor holder

Claims (11)

内周に複列の転走面が形成され固定側部材となる外方部材と、前記各転走面に対向する転走面が外周に形成され回転側部材となる内方部材と、これら対向する転走面間に介在した複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、
前記内方部材の端部付近の外周面に嵌合して取付けられ外周面が内方部材の端部側に向くように軸方向に対して傾斜した傾斜面とされた磁気エンコーダと、外周に有する芯金で前記外方部材に嵌合状態に取付けられて磁気センサを内蔵しこの磁気センサが前記磁気エンコーダの傾斜面に対して隙間を介して平行に対峙する円環状のセンサホルダと、前記磁気エンコーダよりも軸受外側位置で前記センサホルダと前記内方部材との間の空間を密封する密封装置とを備え、前記磁気エンコーダを、被検出部となる磁石が、熱可塑性エラストマーに磁性粉を混入させた熱可塑性エラストマー磁石である熱可塑性エラストマー磁気エンコーダとしたことを特徴とする回転検出装置付き車輪用軸受装置。
An outer member that is a fixed side member with a double row rolling surface formed on the inner periphery, an inner member that is a rotating side member that has a rolling surface that faces each of the rolling surfaces on the outer periphery, and these facing members A wheel bearing device for supporting a wheel rotatably with respect to a vehicle body, comprising:
A magnetic encoder that is fitted and attached to the outer peripheral surface near the end of the inner member and is inclined with respect to the axial direction so that the outer peripheral surface faces the end of the inner member, and An annular sensor holder that is attached to the outer member in a fitted state with a cored bar having a built-in magnetic sensor and that faces the inclined surface of the magnetic encoder in parallel via a gap; and A sealing device that seals a space between the sensor holder and the inner member at a position outside the bearing at a position outside the magnetic encoder, and the magnet serving as the detected portion includes magnetic powder applied to the thermoplastic elastomer. A wheel bearing device with a rotation detecting device, characterized in that a thermoplastic elastomer magnetic encoder which is a mixed thermoplastic elastomer magnet is used.
請求項1において、前記熱可塑性エラストマー磁気エンコーダは、前記熱可塑性エラストマー磁石が円周方向に磁極が並ぶ多極磁石であり、この多極磁石は磁性粉と熱可塑性樹脂とを含み、前記磁性粉含有熱可塑性エラストマーの溶融粘度が30Pa・s以上1500Pa・s以下である回転検出装置付き車輪用軸受装置。   2. The thermoplastic elastomer magnetic encoder according to claim 1, wherein the thermoplastic elastomer magnet is a multipolar magnet in which magnetic poles are arranged in a circumferential direction. The multipolar magnet includes magnetic powder and a thermoplastic resin, and the magnetic powder A bearing device for a wheel with a rotation detector, wherein the thermoplastic elastomer contains a melt viscosity of 30 Pa · s to 1500 Pa · s. 請求項2において前記熱可塑性エラストマーは、エステル系、ウレタン系、塩ビ系、オレフィン系の群から選択される1つ以上の化合物を含む回転検出装置付き車輪用軸受装置。   3. The wheel bearing device with a rotation detector according to claim 2, wherein the thermoplastic elastomer includes one or more compounds selected from the group consisting of ester, urethane, vinyl chloride and olefin. 請求項2または請求項3において、前記磁性粉がフェライト系磁性粉である回転検出装置付き車輪用軸受装置。   4. The wheel bearing device with a rotation detecting device according to claim 2, wherein the magnetic powder is a ferrite-based magnetic powder. 請求項4において、前記磁性粉が異方性フェライト系磁性粉である回転検出装置付き車輪用軸受装置。   5. The wheel bearing device with a rotation detecting device according to claim 4, wherein the magnetic powder is anisotropic ferrite magnetic powder. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項において、前記熱可塑性エラストマー磁気エンコーダの前記熱可塑性エラストマー磁石が射出成形品である回転検出装置付き車輪用軸受装置。   The wheel bearing device with a rotation detecting device according to any one of claims 1 to 5, wherein the thermoplastic elastomer magnet of the thermoplastic elastomer magnetic encoder is an injection molded product. 請求項6において、前記熱可塑性エラストマー磁気エンコーダの前記熱可塑性エラストマー磁石は、射出成形において磁場成形したものである回転検出装置付き車輪用軸受装置。   7. The wheel bearing device with a rotation detecting device according to claim 6, wherein the thermoplastic elastomer magnet of the thermoplastic elastomer magnetic encoder is formed by magnetic field molding in injection molding. 請求項1ないし請求項7のいずれか1項において、前記熱可塑性エラストマー磁気エンコーダは、前記内方部材の外周面に圧入して固定される内周面および前記傾斜面とされる外周面を有する円環状の熱可塑性エラストマー磁石の単体である回転検出装置付き車輪用軸受装置。   8. The thermoplastic elastomer magnetic encoder according to claim 1, wherein the thermoplastic elastomer magnetic encoder has an inner peripheral surface that is press-fitted and fixed to an outer peripheral surface of the inner member and an outer peripheral surface that is the inclined surface. A wheel bearing device with a rotation detection device, which is a single piece of an annular thermoplastic elastomer magnet. 請求項1ないし請求項7のいずれか1項において、前記熱可塑性エラストマー磁気エンコーダは、前記内方部材の外周面に圧入して固定される円筒部およびこの円筒部の一端部から立ち上がる立板部からなる断面L字状の円環状のスリンガと、このスリンガの前記円筒部および立板部にわたって一体成形され前記傾斜面とされる外周面を有する熱可塑性エラストマー磁石とでなる回転検出装置付き車輪用軸受装置。   8. The thermoplastic elastomer magnetic encoder according to claim 1, wherein the thermoplastic elastomer magnetic encoder includes a cylindrical portion that is press-fitted and fixed to an outer peripheral surface of the inner member, and a standing plate portion that rises from one end portion of the cylindrical portion. For a wheel with a rotation detector comprising an annular slinger having an L-shaped cross section, and a thermoplastic elastomer magnet having an outer peripheral surface formed integrally with the cylindrical portion and the standing plate portion of the slinger and having an inclined surface Bearing device. 請求項9において、前記熱可塑性エラストマー磁気エンコーダは、前記スリンガを配置した金型内に磁性粉含有熱可塑性エラストマーを射出して前記熱可塑性エラストマー磁石を一体成形したインサート成形品である回転検出装置付き車輪用軸受装置。   10. The rotation detection device according to claim 9, wherein the thermoplastic elastomer magnetic encoder is an insert-molded product in which the thermoplastic elastomer magnet is integrally molded by injecting a thermoplastic elastomer containing magnetic powder into a mold in which the slinger is disposed. Wheel bearing device. 請求項9または請求項10において、前記スリンガが非磁性材料からなる回転検出装置付き車輪用軸受装置。   11. The wheel bearing device with a rotation detecting device according to claim 9, wherein the slinger is made of a nonmagnetic material.
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