JP2010043963A - センサ付き転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 センサ付き転がり軸受装置において、密封部材の寿命を長くするとともに、回転数の検出精度が高められるようにすることである。
【解決手段】 ハブユニット１００を構成する密封部材４のスリンガ２４のフランジ部３３に固着される磁気エンコーダ３４におけるスリンガ２４との突合せ面から、内周縁側のリング突条３７と外周縁側のリング突条３８とを軸方向に突出させる。磁気エンコーダ３４をスリンガ２４に固着するとき、各リング突条３７，３８の下面をスリンガ２４の突合せ面に密着させ、それらの間に接着剤４２を収容させることにより、接着剤４２がそれらの突合せ面から漏れ出ることを防止するとともに、磁気エンコーダ３４を各リング突条３７，３８で支持することにより、磁気エンコーダ３４を変形しにくくする。
【選択図】 図５

Description

本発明は、センサ付き転がり軸受装置に関するものである。

本明細書では、転がり軸受装置の一例である車両用のハブユニットについて説明する。車両（例えば、自動車）には、タイヤホイールやブレーキディスクを取り付けるためのハブユニットが使用されている。図１に示されるように、ハブユニットは、車体側に固定された外輪部材と、この外輪部材と同心に配置された内輪部材（ハブホイール）と、これら外輪部材と内輪部材との間に介装される転動体とを備えており、内輪部材が軸線周りに回転自在にされている。そして、このハブホイールに車輪が取り付けられる。

ハブユニットを構成する内輪部材と外輪部材との間には、雨水や融雪剤を含む泥水等（以下、総称して「異物」と記載する。）が浸入することを防ぐための密封部材が取り付けられている。密封部材として、例えば特許文献１に開示される技術が存している。この種の密封部材は、図２に示されるように、金属部材より成り、内輪部材に装着される断面Ｌ字状のスリンガと、同じく外輪部材に嵌合され、スリンガと対向配置されるシール部材とを備え、それらが組み合わされて成る（パックシール）。そして、シール部材から延設されたリップ部が、スリンガに接触することにより、軸受部分（例えば、転動体の転動面）に異物が侵入することを防止している。

ここで、ＡＢＳ装置（アンチロック・ブレーキ・システム）が装着されている車両では、タイヤの回転数を正確に検出することが必要になる。このため、ハブユニットの部分に、ＡＢＳセンサが取り付けられている。例えば、特許文献１に開示された技術では、ハブユニットにおける内輪と外輪との間に形成された開口を密封する密封部材のスリンガに、磁気エンコーダを取り付けている。

磁気エンコーダ９１をスリンガ９２に固着する方法について説明する。図８に示されるように、基台９３に設置したリング状の下治具９４にスリンガ９２を嵌め込み、スリンガ９２の上面に接着剤９５（二点鎖線で示す。）を塗布する。その上に、磁気エンコーダ９１を設置し、上治具９６で押圧する。これにより、磁気エンコーダ９１がスリンガ９２に接着される。

従来の磁気エンコーダ９１は、例えば磁性粉を含むゴム材であり、硫黄系の接着剤９５によりスリンガ９２に加硫接着されている。このため、磁気エンコーダ９１が上治具９６で押圧されたときに変形してしまうおそれがある。すると、磁気エンコーダ９１の厚みにばらつきが生じ、センサによる回転数の検出精度が低下してしまう。また、上治具９６で磁気エンコーダ９１を押圧したときに、磁気エンコーダ９１とスリンガ９２との突合せ面から接着剤９５が漏れて、スリンガ９２の周囲に付着してしまうおそれがある。すると、シール部材のリップ部を早期に損傷させてしまう。

上記した不具合を防止するため、磁気エンコーダ９１を樹脂材より成るものとし、かつ接着剤９５をシリコン系のものとすることにより、磁気エンコーダ９１の厚みを一定にする技術が公知である（特許文献２を参照）。しかし、この技術であっても、磁気エンコーダ９１とスリンガ９２との突合せ面から接着剤９５が漏れてしまうおそれは解消されていない。
特開２００２−３３３０３３号公報 特開２００７−１０１４４３号公報

本発明は上記した事情に鑑み、センサ付き転がり軸受装置において、密封部材の寿命を長くするとともに、回転数の検出精度が高められるようにすることを課題としている。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を達成するための本発明は、
筒状の外輪部材と、該外輪部材と同心に配置される内輪部材と、前記外輪部材と前記内輪部材との間に介装される転動体と、前記外輪部材と前記内輪部材との開口から前記転動体の転動面に異物が侵入しないようにその開口を密封する密封部材とを備え、前記外輪部材と前記内輪部材がそれらの軸線周りに相対回転可能にされ、その回転数を検出するためのセンサが取り付けられたセンサ付き転がり軸受装置であって、
前記密封部材は、前記内輪部材の外周面に装着されるリング状で、前記センサの被検出部となる磁気エンコーダが固着されるスリンガと、前記外輪部材の内周面に嵌合され、前記スリンガに接触配置されるシール部材とを備え、
前記スリンガと前記磁気エンコーダとは、それらの突合せ面に塗布された接着剤によって固着され、
前記スリンガと前記磁気エンコーダの突合せ面のいずれか一方又は双方に、前記接着剤がそれらの突合せ面から漏れないようにするための漏れ防止部を設けたことを特徴としている。

本発明に係るセンサ付き転がり軸受装置では、密封部材を構成するスリンガと磁気エンコーダの突合せ面のいずれか一方又は双方に、スリンガと磁気エンコーダとを固着する接着剤がそれらの突合せ面から漏れないようにするための漏れ防止部が設けられている。このため、スリンガと磁気エンコーダとが相対的に押圧されることによってそれらの突合せ面に塗布された接着剤が流動しても、漏れ防止部によってそれ以上流動することが抑止される。これにより、スリンガと磁気エンコーダとの突合せ面から漏れ出る接着剤の量が少なくなり、磁気エンコーダの平面精度が良好になるとともに、スリンガに接触するシール部材が損傷しにくくなる。この結果、回転数の検出精度が高くなるとともに、センサ付き転がり軸受装置の寿命が長くなる。なお、漏れ防止部は、スリンガと磁気エンコーダのいずれか一方に設けても、双方に設けてもよい。

前記漏れ防止部は、前記磁気エンコーダの外周縁と内周縁から軸方向（アキシャル方向）に突出するリング突条とすることができる。

磁気エンコーダは、リング突条によってスリンガに強固に支持される。このため、磁気エンコーダが押圧されても変形しにくくなる。この結果、接着剤の漏れをいっそう確実に防止することができるとともに、磁気エンコーダの厚みのばらつきを小さくできる。

なお、前記磁気エンコーダは磁性粉を含む樹脂材より成り、前記接着剤はシリコン系とすることができる。

本発明の実施例を説明する。図１は本発明の実施例のハブユニット１００の断面図、図２は図１の要部の拡大図である。

最初に、センサ付き転がり軸受装置の一例である車両用のハブユニット１００の全体構成について説明する。図１に示されるように、ハブユニット１００は、外輪部材１と、この外輪部材１と同心に配置されるハブホイール２（内輪部材）と、それらの間に介装された玉３（転動体）と、それらのアキシャル方向の開口を密封する車両インナ側の密封部材４と車両アウタ側の密封部材５とを備えている。外輪部材１は、ボルト６により車体７に固定されていて（後述）、ハブホイール２がそれらの軸線８の周りに回転可能とされている。なお、図１において、図面視における右側は車両インナ側であり、同じく左側は車両アウタ側である。

最初に、ハブホイール２について説明する。ハブホイール２には、車輪やブレーキディスク（いずれも図示せず）を固定するためのハブフランジ９がラジアル方向の外側に突出して設けられている。このハブフランジ９の所定位置には、ハブボルト１１を挿通するためのボルト孔９ａが形成されている。また、ハブフランジ９における車両アウタ側の主表面には、ブレーキディスクロータ及びタイヤホイール（いずれも図示せず）を取り付ける際に位置決めの役割を果たすインロー部１２が、車両アウタ側に突出して形成されている。このインロー部１２により、ブレーキディスクロータ及びタイヤホイールの位置決めを行う。そして、ボルト孔９ａに挿通されたハブボルト１１を締め込むことにより、ハブフランジ９にブレーキディスクロータ及びタイヤホイールを固定する。

ハブホイール２には、多数個の玉３を転動自在に配置するための内輪側転動面１３，１４が形成されている。多数個の玉３は、冠形の保持器１５，１６によって周方向に一定間隔となるように保持されている。

次に、外輪部材１について説明する。外輪部材１は、炭素鋼を熱間鍛造して製造される。外輪部材１において、ハブホイール２の内輪側転動面１３，１４と対向する部分には、各外輪側転動面１７，１８が形成されている。保持器１５，１６によって周方向に一定間隔で配置された多数個の玉３は、各内輪側転動面１３，１４と外輪部材１の各外輪転動面１７，１８とによって転動自在に保持される。外輪部材１における車両インナ側の端面部には、密封部材４を圧入して嵌合させるためのインナ側嵌合部１９が設けられている。同様に、外輪部材１における車両アウタ側の端面部にも、密封部材４を圧入して嵌合させるためのアウタ側嵌合部２１が設けられている。

そして、外輪部材１の外周面には、ラジアル方向の外側に突出する外輪フランジ部２２が形成されている。ハブユニット１００は、外輪フランジ部２２のボルト孔（図示せず）に挿通されたボルト６により、車体７に固定される。

次に、密封部材４，５について説明する。図１に示されるように、外輪部材１とハブホイール２とが軸線８を同一にして取り付けられた状態において、外輪部材１のインナ側嵌合部１９とハブホイール２との間、及び外輪部材１のアウタ側嵌合部２１とハブホイール２との間には空間部が形成されていて、これらの空間部を密封する密封部材４，５が装着されている。密封部材４，５はリング状で、外輪部材１とハブホイール２との相対回転を許容した状態で空間部を密封している。

本実施例のハブユニット１００の場合、車両インナ側の密封部材４と隣接して、ハブホイール２の回転数を検出するためのセンサ２３が取り付けられている。センサ２３の検出面は、密封部材４のスリンガ２４と対向して配置されている。

密封部材４について説明する。図２に示されるように、本実施例の密封部材４は、金属部材より成り、ハブホイール２の外周面に装着されるリング状のスリンガ２４と、同じくスリンガ２４と対向する形で外輪部材１の内周面に嵌合される芯金２５に、弾性部材（例えば、ゴム材２６）が被着され、このゴム材２６からスリンガ２４に向かって第１ないし第３のリップ部２７〜２９が突設されて成るシール部材３１とを組み合わせたパックシールの形態である。

スリンガ２４について説明する。図２に示されるように、スリンガ２４は、断面Ｌ字状で、ハブホイール２の外周面に圧入される円筒部３２と、円筒部３２におけるアキシャル方向の一端部（車両インナ側の端部）からラジアル方向の外側に向かってほぼ直角に延設されるフランジ部３３とを備えている。フランジ部３３には、磁気エンコーダ３４が固着されている（後述）。

シール部材３１について説明する。シール部材３１の芯金２５は、断面略Ｌ字状で、外輪部材１のアウタ側嵌合部１９の内周面に圧入嵌合される円筒部３５と、円筒部３５におけるアキシャル方向の一端部（車両インナ側の端部）からラジアル方向の内側に向かって延設されるフランジ部３６とを備えている。フランジ部３６は、断面視においてＳ字状に屈曲されていて、その先端部の周囲にゴム材２６が固着されている。ゴム材２６から、３本のリップ部２７〜２９が突設されていて、それらの先端部はスリンガ２４の円筒部３２及びフランジ部３３に接触している。これにより、スリンガ２４とシール部材３１との隙間に入り込んだ異物（雨水や泥水）が玉３の転動面に至ることが防止される。

磁気エンコーダ３４について説明する。図３に示されるように、本実施例の磁気エンコーダ３４はリング状である。そして、その一方側の面の内周縁と外周縁から軸方向（即ち、組付け状態におけるアキシャル方向）に沿って内側突起部３７と外側突起部３８が延設されている。内側突起部３７と外側突起部３８の突出量は同一である。この磁気エンコーダ３４は、磁性粉を含む樹脂材（例えば、ナイロン）より成り、着磁することによって他方側の面の周方向に、Ｎ極とＳ極とが交互に設けられている。

スリンガ２４のフランジ部３３に、磁気エンコーダ３４を固着する方法について説明する。図４に示されるように、基台３９に設置されたリング状の下治具４１に、スリンガ２４が取り付けられる。下治具４１の内径は、スリンガ２４の円筒部３２の外径よりも僅かに大きいため、スリンガ２４は、フランジ部３３を上側にした位置決め状態で取り付けられる。スリンガ２４の上面に、接着剤４２が塗布される。図４の（ａ）において、接着剤４２を二点鎖線で示す。この接着剤４２は、例えばシリコン系の接着剤である。

図４の（ｂ）に示されるように、スリンガ２４の上面（接着剤４２の塗布面）に磁気エンコーダ３４が設置される。即ち、磁気エンコーダ３４は、その内周縁部から突出された内側リング突条３７と、外周縁部から突出された外側リング突条３８を下側に向けてスリンガ２４の上面に設置される。そして、図５に示されるように、上方から上治具４３が降下し、磁気エンコーダ３４を押圧する。上治具４３の突起部４３ａが、磁気エンコーダ３４の内周縁に僅かな隙間をもって入り込むため、磁気エンコーダ３４の位置決め状態が維持される。

従来の磁気エンコーダ９１は平板状であるため、上治具９６によって押圧されたときに、スリンガ９２に塗布された接着剤９５が流動し、それらの突合せ面から漏れ出てしまうおそれがある（図８参照）。しかし、本実施例の磁気エンコーダ３４には、内外の周縁部から各リング突条３７，３８が突出されている。磁気エンコーダ３４が押圧されたとき、スリンガ２４に塗布された接着剤４２は、内外の各リング突条３７，３８で囲まれた部分に収容される。これにより、スリンガ２４に塗布された接着剤４２が流動しても、それらの突合せ面から漏れ出る量は少なくて済む。即ち、磁気エンコーダ３４に設けられた各リング突条３７，３８が、接着剤４２の漏れ防止部となっている。

また、磁気エンコーダ３４は、内外の各リング突条３７，３８によって強固に支持されるため、上治具４３の押圧力によって磁気エンコーダ３４が変形しにくくなる。この結果、磁気エンコーダ３４の厚みのばらつきが小さくなる。

上記したように、第１実施例のスリンガ２４では、スリンガ２４と磁気エンコーダ３４との突合せ面から漏れ出る接着剤４２の量を少なくできるため、磁気エンコーダ３４の平面精度が良好になり、センサ２３によるハブホイール２の回転数の検出精度が高められる。また、シール部材３１と組み合わせられてそのリップ部２７〜２９を摺動させた場合であっても、それらを損傷するおそれが小さくなる。

第２実施例のスリンガ４４について説明する。第１実施例のスリンガ２４の場合、磁気エンコーダ３４に各リング突条３７，３８が設けられている。この場合、スリンガ２４に凹凸が設けられていないため、スリンガ２４内に発生する磁力線を単純なものにすることができるという効果が奏される。しかし、図６に示される第２実施例のスリンガ４４のように、磁気エンコーダ４５を平板状とし、各リング突条４６，４７をスリンガ４４の側に設けてもよい。

また、図７に示される第３実施例のスリンガ４８のように、一方側（例えば、内周縁側）のリング突条４９をスリンガ４８に設け、他方側（例えば、外周縁側）のリング突条５１を磁気エンコーダ５２に設けてもよい。

本明細書では、固定状態で取り付けられる外輪部材１に対して、内輪部材（ハブホイール２）が回転する場合について説明した。しかし、固定状態で取り付けられる内輪部材に対して、外輪部材１が回転する場合であっても同様である。

本発明の実施例のハブユニット１００の断面図である。 図１の要部の拡大図である。 （ａ）は磁気エンコーダ３４を一方側から見たときの斜視図，（ｂ）は同じく他方側から見たときの斜視図である。 （ａ），（ｂ）はスリンガ２４に磁気エンコーダ３４を固着するときの作用説明図である。 （ｃ）は同じく作用説明図、（ｄ）は要部の拡大図である。 （ａ）は第２実施例のスリンガ４４に磁気エンコーダ４５を固着するときの作用説明図、（ｂ）は要部の拡大図である。 （ａ）は第３実施例のスリンガ４８に磁気エンコーダ５２を固着するときの作用説明図、（ｂ）は要部の拡大図である。 （ａ）は従来のスリンガ９２に磁気エンコーダ９１を固着するときの作用説明図、（ｂ）は要部の拡大図である。

符号の説明

１００ ハブユニット（センサ付き転がり軸受装置）
１ 外輪部材
２ ハブホイール（内輪部材）
３ 玉（転動体）
４，５ 密封部材
８ 軸線
２３ センサ
２４，４４，４８ スリンガ
３１ シール部材
３４，４５，５２ 磁気エンコーダ
３７，３８ リング突条（漏れ防止部）
４２ 接着剤

Claims (3)

1. 筒状の外輪部材と、該外輪部材と同心に配置される内輪部材と、前記外輪部材と前記内輪部材との間に介装される転動体と、前記外輪部材と前記内輪部材との開口から前記転動体の転動面に異物が侵入しないようにその開口を密封する密封部材とを備え、前記外輪部材と前記内輪部材がそれらの軸線周りに相対回転可能にされ、その回転数を検出するためのセンサが取り付けられたセンサ付き転がり軸受装置であって、
   前記密封部材は、前記内輪部材の外周面に装着されるリング状で、前記センサの被検出部となる磁気エンコーダが固着されるスリンガと、前記外輪部材の内周面に嵌合され、前記スリンガに接触配置されるシール部材とを備え、
   前記スリンガと前記磁気エンコーダとは、それらの突合せ面に塗布された接着剤によって固着され、
   前記スリンガと前記磁気エンコーダの突合せ面のいずれか一方又は双方に、前記接着剤がそれらの突合せ面から漏れないようにするための漏れ防止部を設けたことを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。
2. 前記漏れ防止部は、前記磁気エンコーダの外周縁と内周縁から軸方向に突出するリング突条であることを特徴とする請求項１に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
3. 前記磁気エンコーダは磁性粉を含む樹脂材より成り、前記接着剤はシリコン系であることを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサ付き転がり軸受装置。

Images