JP2010106924A

JP2010106924A - センサー付き転がり軸受装置

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Publication number: JP2010106924A
Application number: JP2008278435A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Masuda; 善紀増田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2008-10-29
Publication date: 2010-05-13
Anticipated expiration: 2028-10-29
Also published as: JP5212814B2

Abstract

【課題】回転部材側に設けた送風ファンでセンサーを直接冷却し、熱による不具合を発生させないようにしたセンサー付き転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】車両インナー側の車両固定部材６に接続される外輪２ａと相対回転する内輪２ｂと、内輪２ｂの車両インナー側に固定され、周方向で磁気特性が交互に変化する円環状の磁気エンコーダー部１０と、該磁気エンコーダー部１０の回転による磁気変化を検出するように、車両固定部材６に固定され、磁気エンコーダー部１０と対向配置されるＡＢＳセンサー１１と、を備えるセンサー付き転がり軸受装置であって、ＡＢＳセンサー１１の車両インナー側の近傍に設けられた、内輪２ｂの回転によって回転する送風ファン１２ｇにより、回転軸心の軸方向に気流を発生させ、この気流を制動時のデイスクロータ３ｂの発熱によって昇温するＡＢＳセンサー１１に接触させることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車などの車両におけるディスクブレーキ装置のディスクロータが取り付けられるセンサー付き転がり軸受装置に関する。

自動車などの車両の懸架装置には、デイスクブレーキ装置のデイスクロータや車輪に接続する転がり軸受装置が用いられている（特許文献１参照）。
そして、この転がり軸受装置には、例えば車両のアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）の情報入力手段として、車輪の回転速度を検出する回転速度検出装置（回転検出装置）が取り付けられている（特許文献２参照）。

特開２０００−１１０８９０号公報特開２００３−１２０７０３号公報

ところが、近年、車両の制動距離を短くする要求が高まり、これによってデイスクロータの発熱も増えるため、デイスクロータの周辺に設けられる回転検出装置に、その熱が伝わり高温になる場合がある。とくに上述の回転検出装置に使用する回転センサーは樹脂モールド成形によって製造されているため、デイスクロータの周辺の金属部品に比べ熱に弱いものとなっている。従って、回転センサーに熱による不具合が生じる問題があり、このような不具合を解消するための技術が望まれている。

本発明の課題は、転がり軸受装置における回転部材側の送風ファンからの気流でセンサーを直接冷却し、熱による不具合を発生させないようにし、信頼性向上を図るようにしたセンサー付き転がり軸受装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するために、本発明のセンサー付き転がり軸受装置は、車両インナー側の車両固定部材に接続される外輪と、車両アウター側のデイスクロータ及び車輪に接続され、前記外輪と相対回転する内輪と、前記内輪の車両インナー側に固定され、周方向で磁気特性が交互に変化する円環状の磁気エンコーダー部と、該磁気エンコーダー部の回転による磁気変化を検出するように、前記車両固定部材又は前記外輪に固定され、前記磁気エンコーダー部と対向配置されるＡＢＳセンサーと、を備えるセンサー付き転がり軸受装置であって、前記ＡＢＳセンサーの車両インナー側の近傍に設けられ、前記内輪の回転によって回転する送風ファンを有し、該送風ファンは、回転軸心の軸方向に気流を発生させ、この気流を制動時の前記デイスクロータの発熱によって昇温する前記ＡＢＳセンサーに接触させることを特徴とする。

上記構成とすることにより、車両制動時におけるデイスクロータの発熱によって、ＡＢＳセンサーの温度が昇温するも、かかるＡＢＳセンサーに送風ファンからの気流を接触させているため、その気流接触によって放熱され、ＡＢＳセンサーの温度上昇が抑制されるので、ＡＢＳセンサーの熱による不具合を発生させないようにし、信頼性向上を図るようにしたセンサー付き転がり軸受装置を提供できる。

上記課題を解決するために、本発明のセンサー付き転がり軸受装置の前記内輪には、動力を伝達する駆動軸が接続され、該駆動軸の外周には、前記送風ファンが固定され、前記駆動軸の回転によって前記送風ファンを回転させ、該送風ファンで発生させる気流を前記ＡＢＳセンサーに接触させることを特徴とすることにより、上記と同様に、ＡＢＳセンサーの熱による不具合を発生させないようにし、信頼性向上を図るようにしたセンサー付き転がり軸受装置を提供できる効果に加え、例えば、ナックルなどの車両固定部材の取付口を貫通し、内輪に接続される駆動軸であれば、かかる駆動軸と車両固定部材の取付口との間の隙間をシールするための外部シール部と送風ファンとを一体化させることができ、これによって、部品点数を増やすことなく、シール機能と冷却機能を複合させた機能部材を構成できることとなる。

上記課題を解決するために、本発明のセンサー付き転がり軸受装置の車両インナー側の前記内輪と前記外輪との間には、その内外輪間の内部を外部から密封するための密封装置部が設けられ、該密封装置部を構成する一部の部材である前記内輪に固定される環状のスリンガには、前記磁気エンコーダー部が固定され、前記スリンガには、前記磁気エンコーダー部よりも車両インナー側であって、前記磁気エンコーダー部と対向配置されるように、前記送風ファンが設けられ、該送風ファンと前記磁気エンコーダー部との間には、前記ＡＢＳセンサーが配置され、該ＡＢＳセンサーに前記送風ファンで発生させる気流を接触させることを特徴とすることにより、上記と同様に、ＡＢＳセンサーの熱による不具合を発生させないようにし、信頼性向上を図るようにしたセンサー付き転がり軸受装置を提供できる効果に加え、例えば、密封装置部における内輪に固定するスリンガと送風ファンとを一体化させることができ、これによって、部品点数を増やすことなく、シール機能と冷却機能を複合させた機能部材を構成できることとなる。

以下、本発明の実施の形態につき図面に示す実施例を参照して説明する。図１は、本発明に係るセンサー付き転がり軸受装置の取付状態の断面図である。図１において、センサー付き転がり軸受装置１は、軸受鋼材からなる固定輪としての外輪２ａと、回転輪としての内輪２ｂと、該内輪２ｂと外輪２ａとの間に介在される複数列で配列される転動体２ｃから構成される転がり軸受２を備えている。

また、内輪２ｂはハブ３と一体形成されている。ハブ３は車両アウター側で車輪３ａとともに、デイスクブレーキ装置のデイスクロータ３ｂと接続するようにして装着するためのハブボルト３ｃが固定され、外方へ突設される円盤状のハブフランジ３ｄを備えている。該ハブフランジ３ｄは、内輪２ｂを構成する軸部２ｂ１の一端部（車両アウター側）の外周に一体形成されている。また、軸部２ｂ１の他端部（車両インナー側）には、外径が一段小径となった小径部２ｂ２が形成されている。該小径部２ｂ２には、別体で形成され、その外周面が複数列で配列される一方の転動体２ｃが転動する転動面２ｂ３を備える内輪分割体２ｂ４が圧入固定されている。また、軸部２ｂ１の一端部と他端部との間の外周面には、複数列で配列される他方の転動体２ｃが転動する転動面２ｂ５が形成されている。このように軸部２ｂ１の他端部に内輪分割体２ｂ４が圧入されて一体化されることによって、一端部にハブフランジ３ｄを備えた内輪２ｂが構成される。

また、内輪２ｂの軸部２ｂ１には、動力を伝達する駆動軸としてのドライブシャフト４がスプライン結合される連結挿通孔２ｂ６が形成されている。該連結挿通孔２ｂ６に動力伝達を可能となすようにドライブシャフト４（等速ジョイントでもある）を通している。そして、ドライブシャフト４の軸端面４ａを、この軸端面４ａと対向する内輪分割体２ｂ４における車両インナー側の内輪端面２ｂ７に当接させるようにして、ドライブシャフト４の延出側の端部に、ねじ締結手段としてのナット５を螺合することにより固定されている。

また、本例はドライブシャフト４と連結する駆動輪側のセンサー付き転がり軸受装置１であるも、軸部２ｂ１に連結挿通孔２ｂ６を形成しない形態の場合には、軸部２ｂ１の他端側を外部まで延出させ、その他端側を加締めるように、径方向Ｘ外方に塑性変形させて形成した加締箇所によって軸方向Ｚに抜けないように固定して、従動輪用とすることも可能である。

センサー付き転がり軸受装置１は車両における懸架装置の車両インナー側のナックル、アクスルハウジングなどの車両固定部材６の取付口６ａに接続される。この接続は転がり軸受２の外輪２ａを取付口６ａ内に挿入して嵌装するとともに、外輪２ａから外方へ突設される鍔部２ａ１をボルト・ナットなどの締結部材７を介して車両固定部材６の取付口６ａの周辺面（車両アウター側）に固定させている。

転がり軸受２の車両インナー側の端部側には、車輪の回転変化を検出する回転検出装置８が取付られている。回転検出装置８は、転がり軸受２の内輪２ｂと外輪２ａとの内外輪間の内部を外部から密封するための密封装置部９と、磁気エンコーダー部１０と、該磁気エンコーダー部１０の回転による磁気変化を検出するＡＢＳセンサー１１と、を備えた複合構造となしている。

回転検出装置８の密封装置部９は、図２に示すように、転がり軸受２の内輪２ｂと外輪２ａとの内外輪間の内部を外部から密封するために、内輪２ｂの外周に同心的に嵌装される断面を略Ｌ字状となした板金材によってプレス加工される環状のスリンガ９ａと、外輪２ａの内周に同心的に嵌装される断面を略逆Ｌ字状となした板金材によってプレス加工される環状の芯金９ｂからなり、該芯金９ｂに加硫接着され、スリンガ９ａに摺動自在に接触するゴム状弾性体からなるリップ状のシール部材９ｃを備え、スリンガ９ａと芯金９ｂとを、外輪２ａと内輪２ｂとに振り分けて嵌装される。なお、図１に示すように、車両アウター側には、他の密封装置部９ｄを配設しており、両者の密封装置部９、９ｄによって転動体２ｃ間に充填されるグリースの漏れを規制している。

磁気エンコーダー部１０は、図２、３に示すように、円環状に形成され、異なる極性の磁極（Ｎ極，Ｓ極）が周方向Ｙに交互並んで形成される。そして、磁気エンコーダー部１０は、密封装置部９のスリンガ９ａの外側面（車両インナー側）に同心的に固定されている。このことによって、磁気エンコーダー部１０は内輪２ｂとともに回転することとなる。

つぎに、磁気エンコーダー部１０の回転による磁気変化を検出するＡＢＳセンサー１１は、図１に示すように、磁気エンコーダー部１０の回転による磁気変化を検出するように、車両インナー側で磁気エンコーダー部１０に近接させて配設している。このＡＢＳセンサー１１は、車両固定部材６に設けられるセンサー用取付孔６ｂに挿通させ、図示しない検出体を有する先端側のセンシング箇所を、磁気エンコーダー部１０に近接させるように対向配置させて、車両固定部材６又は外輪２ａに固定されている。このＡＢＳセンサー１１は樹脂モールド成形され、その成形材質としてはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド系樹脂などが挙げられる。なお、ＡＢＳセンサー１１から車両に搭載されたＥＣＵへ接続する信号ケーブル１１ａは、径方向Ｘへ引き出される形態となしている。

また、ドライブシャフト４と車両固定部材６の取付口６ａとの間から回転検出装置８の密封装置部９側への異物の浸入を防止するためにデフレクタとしての外部シール部１２を備えている。外部シール部１２は全体が環状に板金材によってプレス加工されて形成されている。即ち、図２、４に示すように、ドライブシャフト４の外周４ｂに同心的に嵌装固定される円筒部１２ａを有し、該円筒部１２ａの軸方向Ｚにおける車両インナー側の端部から連続して折り曲げられる内側壁部１２ｂが形成されて断面を略Ｌ字状となした本体部材１２ｃが形成される。

この本体部材１２ｃにおいて、内側壁部１２ｂの径方向Ｘの端部から車両インナー側へ向かって連続して折り曲げ形成するラビシンスシール片１２ｄが形成されている。このラビリンスシール片１２ｄは、車両固定部材６の取付口６ａの内周面６ａ１との間に隙間Ｃを具有させ（図２参照）、この隙間Ｃによってラビリンスシール機能を発揮させている。これによって走行中に路面から巻き上げられた雨水や、砂、泥を含む泥水などの異物の浸入を防止することができる。

また、外部シール部１２には、制動時のデイスクロータ３ｂの発熱によって昇温するＡＢＳセンサー１１を冷却する機能を備えさせている。かかる冷却構造は、ＡＢＳセンサー１１の車両インナー側の近傍に設けられ、内輪２ｂ（駆動軸）の回転と連動して回転する送風ファン１２ｇを有している。この送風ファン１２ｇは外部シール部１２の本体部材１２ｃにおいて、円筒部１２ａの軸方向Ｚにおける車両アウター側の端部から連続して折り曲げられる環状の外側壁部１２ｅに形成される。そして外側壁部１２ｅに形成する送風ファン１２ｇによって気流を発生させている。

そして、本体部材１２ｃの環状の外側壁部１２ｅに設けられる送風ファン１２ｇは、図４に示すように、外側壁部１２ｅの周方向に、所定間隔を具有させて複数の羽根片１２ｇ１が設けられる。該羽根片１２ｇ１は、その羽根面によって空気を回転方向（周方向Ｙ）へ押し出しながら気流を発生させる形態が一例として挙げられる。

その具体的な形態は、外側壁部１２ｅに切欠き形成されるスリットなどの切断線１２ｅ１を径方向Ｘ、周方向Ｙに連続させ、この切断箇所を利用して、磁気エンコーダー部１０側に突出させるように折り曲げることによって形成されている。こうして形成される送風ファン１２ｇは、ドライブシャフト４の回転によって、その回転軸心の軸方向Ｚに気流を発生させることとなる。

この例による送風ファン１２ｇにおける羽根片１２ｇ１の突出方向は、車両アウター側の磁気エンコーダー部１０側に突出させているも、図２の一点鎖線で示すように、車両インナー側の内側壁部１２ｂに向けて突設させることも可能である。また、ドライブシャフト４の回転方向によって発生する気流は、図４に示すように、車両アウター側（ＡＢＳセンサー１１、磁気エンコーダー部１０）に向かって流れる気流（白矢印の方向）を発生させるか、車両インナー側（ラビリンスシール片１２ｄ）に向かって流れる気流（白矢印の反対方向）を発生させ、車両アウター側（ＡＢＳセンサー１１、磁気エンコーダー部１０）では吸引されるようにするかは、任意に設定することが可能である。

また、ＡＢＳセンサー１１側に向かって気流を発生させる場合は、送風ファン１２ｇがＡＢＳセンサー１１に近傍配置されているため、送風ファン１２ｇの各羽根片１２ｇ１で発生する気流の損失も少なく、気流接触による冷却効率を高くすることができ、かつ発熱源を有していない車両インナー側の周辺空気を利用できるため、さらに冷却効率を高めることが可能となる。

このように外部シール部１２は、ラビリンスシール片１２ｄによるラビリンスシール機能と、送風ファン１２ｇの気流による冷却機能が複合されており、かつその加工も板金材によるプレス加工で一体形成が可能となり部品点数を増やすことなく、安価な製造も可能となる。

つぎに、送風ファン１２ｇの他の実施形態としては、図５、６に示すように、送風ファン１２ｇを密封装置部９に設けることができる。この送風ファン１２ｇを備える密封装置部９は、その構成の一部の部材である内輪２ｂの外周に嵌装される断面を略Ｌ字状となした環状のスリンガ９ａにおける環状鍔部９ａ１を、その径方向Ｘの端部から折り返して２層板状となし、さらに環状鍔部９ａ１の径方向Ｘにおける内方の端部から連続して折り曲げられて、車両インナー側へ延出される延出筒部９ａ２が形成され、この延出筒部９ａ２の端部からさらに連続して折り曲げられて、径方向Ｘの外側に突出される突出壁部９ａ３が形成され、かかる突出壁部９ａ３に上述と同様なる送風ファン１２ｇを設けている。

また、環状のスリンガ９ａが一体的に連続して設けられる送風ファン１２ｇの他の実施形態としては、図７、８に示すように、内輪２ｂの外周に嵌装される断面を略Ｌ字状となした環状の送風ファン１２ｇと、この送風ファン１２ｇに嵌装される断面を略Ｌ字状となした環状のスリンガ９ａとによって構成することができる。この送風ファン１２ｇは、内輪２ｂの外周に嵌装される断面を略Ｌ字状となし、かつその軸方向Ｚの長さが軸受２の外部に延出される固定円筒１２ｈと、この固定円筒１２ｈにおける車両インナー側の端部から連続して折り曲げられる外側壁部１２ｅを備えている。そして、この外側壁部１２ｅには、上述と同様に形成する送風ファン１２ｇが設けられる。

このように密封装置部９は、リップ状のシール部材９ｃによるシール機能と、送風ファン１２ｇによる冷却機能が複合されており、かつその加工も板金材によるプレス加工で一体形成が可能となり部品点数を増やすことなく、安価な製造も可能となる。なお、本例の外部シール部１２はラビリンスシール機能を具有させるために、断面コ字上に形成している。

このセンサー付き転がり軸受装置１は、車両の走行中において、その車速を減速する制動時、デイスクロータ３ｂで発生する熱によって、その周辺の温度が昇温することにともなって、ＡＢＳセンサー１１、磁気エンコーダー部１０の温度も昇温することとなるも、車両インナー側の回転部材側としての内輪２ｂ側又はドライブシャフト４側に気流を発生される送風ファン１２ｇを備えているため、ＡＢＳセンサー１１、磁気エンコーダー部１０に気流を直接的に接触させることができるため、気流接触による冷却効果が得られ、所望する温度まで冷却することができる。

本発明に係るセンサー付き転がり軸受装置の取付状態の断面図。図１の回転検出装置の部分拡大断面図。磁気エンコーダー部を示す図。冷却部とＡＢＳセンサーとの配置を示す図。他のセンサー付き転がり軸受装置の取付状態の断面図。冷却部とＡＢＳセンサーとの配置を示す図。他のセンサー付き転がり軸受装置の取付状態の断面図。冷却部とＡＢＳセンサーとの配置を示す図。

符号の説明

２ａ外輪
２ｂ内輪
３ａ車輪
３ｂデイスクロータ
４ドライブシャフト（駆動軸）
６車両固定部材
９密封装置部
９ａスリンガ
１０磁気エンコーダー部
１１ＡＢＳセンサー
１２ｇ送風ファン
１２ｇ１羽根片

Claims

車両インナー側の車両固定部材に接続される外輪と、車両アウター側のデイスクロータ及び車輪に接続され、前記外輪と相対回転する内輪と、前記内輪の車両インナー側に固定され、周方向で磁気特性が交互に変化する円環状の磁気エンコーダー部と、該磁気エンコーダー部の回転による磁気変化を検出するように、前記車両固定部材又は前記外輪に固定され、前記磁気エンコーダー部と対向配置されるＡＢＳセンサーと、を備えるセンサー付き転がり軸受装置であって、
前記ＡＢＳセンサーの車両インナー側の近傍に設けられ、前記内輪の回転によって回転する送風ファンを有し、該送風ファンは、回転軸心の軸方向に気流を発生させ、この気流を制動時の前記デイスクロータの発熱によって昇温する前記ＡＢＳセンサーに接触させることを特徴とするセンサー付き転がり軸受装置。
前記内輪には、動力を伝達する駆動軸が接続され、該駆動軸の外周には、前記送風ファンが固定され、前記駆動軸の回転によって前記送風ファンを回転させ、該送風ファンで発生させる気流を前記ＡＢＳセンサーに接触させることを特徴とする請求項１に記載のセンサー付き転がり軸受装置。
車両インナー側の前記内輪と前記外輪との間には、その内外輪間の内部を外部から密封するための密封装置部が設けられ、該密封装置部を構成する一部の部材である前記内輪に固定される環状のスリンガには、前記磁気エンコーダー部が固定され、
前記スリンガには、前記磁気エンコーダー部よりも車両インナー側であって、前記磁気エンコーダー部と対向配置されるように、前記送風ファンが設けられ、該送風ファンと前記磁気エンコーダー部との間には、前記ＡＢＳセンサーが配置され、該ＡＢＳセンサーに前記送風ファンで発生させる気流を接触させることを特徴とする請求項１に記載のセンサー付き転がり軸受装置。