JP2011117583A

JP2011117583A - 回転速度検出装置付き車輪用軸受装置

Info

Publication number: JP2011117583A
Application number: JP2009277963A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Komori; 和雄小森; Yasuhiro Aritake; 恭大有竹
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2009-12-07
Filing date: 2009-12-07
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2029-12-07
Also published as: JP5334823B2

Abstract

【課題】密封性の向上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】内輪に外嵌されたパルサリング１１と、外方部材２の端部に嵌着され、鋼鈑プレス成形されたカップ状のセンサキャップ１６、およびこれに装着された回転速度センサ１８とを備え、回転速度センサ１８がパルサリング１１にエアギャップを介して対峙されている回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、外方部材２にカップ状のキャップ１４が装着され、これがオーステナイト系ステンレス鋼鈑から成形され、外方部材２の端部内周に圧入される合成ゴムからなる弾性部材１５が設けられた嵌合部１４ａと、これから径方向内方に延び、パルサリング１１に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部１４ｂとを備え、これに回転速度センサ１８が衝合または近接され、当該キャップ１４を介してパルサリング１１に対向配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、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、密封性の向上を図っ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）を制御し、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。従来、このような車輪用軸受装置は、転動体を介して転接する内方部材および外方部材の間にシール装置が設けられ、円周方向に磁極を交互に並べてなる磁気エンコーダを前記シール装置に一体化させると共に、磁気エンコーダと、この磁気エンコーダに対面配置され、車輪の回転に伴う磁気エンコーダの磁極変化を検出する回転速度センサとで回転速度検出装置が構成されている。

前記回転速度センサは、懸架装置を構成するナックルに車輪用軸受装置が装着された後、当該ナックルに装着されているものが一般的である。しかし、この回転速度センサと磁気エンコーダとのエアギャップの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１１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、図示しないナックルに支持固定され、固定部材となる外方部材５１と、この外方部材５１に複列のボール５３、５３を介して内挿された内方部材５２とを有している。内方部材５２は、ハブ輪５５と、このハブ輪５５に外嵌された内輪５６とからなる。

外方部材５１は、外周に車体取付フランジ５１ｂを一体に有し、内周には複列の外側転走面５１ａ、５１ａが形成されている。一方、内方部材５２は、前記した外方部材５１の外側転走面５１ａ、５１ａに対向する複列の内側転走面５５ａ、５６ａが形成されている。これら複列の内側転走面５５ａ、５６ａのうち一方の内側転走面５５ａはハブ輪５５の外周に一体形成され、他方の内側転走面５６ａは内輪５６の外周に形成されている。この内輪５６は、ハブ輪５５の内側転走面５５ａから軸方向に延びる軸状の小径段部５５ｂに圧入されている。そして、複列のボール５３、５３がこれら両転走面間にそれぞれ収容され、保持器５７、５７によって転動自在に保持されている。

ハブ輪５５は、外周に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５４を一体に有し、小径段部５５ｂの端部を径方向外方に塑性変形して加締部５８が形成され、この加締部５８によって前記内輪５６が軸方向に固定されている。そして、外方部材５１の端部にはシール５９およびセンサキャップ６３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。

内輪５６の外周には磁気エンコーダ６０が圧入されている。この磁気エンコーダ６０は、磁性金属板により断面が略Ｌ字状の円環状に形成された支持環６１と、この支持環６１の側面に添着されたエンコーダ本体６２とで構成されている。このエンコーダ本体６２は、フェライトの粉末を混入させたゴム等の永久磁石からなり、円周方向にＳ極とＮ極とが交互に等間隔に着磁されている。

カバー６３は、合成樹脂で有蓋円筒状に形成され、その筒部６３ａが外方部材５１の内方側の端部内周に圧入され、蓋部６３ｂで外方部材５１の開口部を閉塞している。筒部６３ａには外方部材５１の端面と当接するフランジ６４が形成されており、これによりカバー６３全体が外方部材５１に対して軸方向に精度よく位置決めされ、カバー６３に取り付けられたセンサ６９の位置管理が容易に行える。

また、図１２に示すように、カバー６３の蓋部６３ｂには筒状のセンサ取付部６５が形成され、その内周側に形成されたセンサ取付穴６６にセンサ６９の挿入部６９ａが挿入されている。一方、カバー６３には、その筒部６３ａの内周面から蓋部６３ｂの内側面にかけて、有蓋円筒状に形成された芯金６７が一体にモールドされている。この芯金６７は、カバー６３の筒部６３ａにモールドされた筒状部６７ａと、この筒状部６７ａの底部をなす蓋部６７ｂからなり、センサ取付穴６６のエンコーダ本体６２と対向する側の開口部が閉塞されている。

芯金６７は、厚さが略０．３ｍｍの非磁性鋼の板材で形成され、蓋部６７ｂを有している分、カバー６３の強度を高めると共に、非磁性であるため、回転速度の検出精度には影響を及ぼさない。

センサ６９は、外装部分が合成樹脂で、挿入部６９ａをカバー６３のセンサ取付穴６６に挿入することによりカバー６３に取り付けられている。その挿入部６９ａは、芯金６７の蓋部６７ｂを挟んでエンコーダ本体６２の一部と所定の軸方向すきまを介して対向し、エンコーダ本体６２との対向面の近傍に、磁気エンコーダ６０の回転によって発生する磁界変動を検出する検出部（図示せず）を内蔵している。この検出部は、センサ６９内で出力ケーブル６８の一端の電気信号をケーブル６８を介して出力するようになっている。

このように、カバー６３のセンサ取付穴６６のエンコーダ本体６２と対向する側の開口部を、非磁性鋼鈑で有蓋円筒状に形成された芯金６７の蓋部６７ｂで閉塞しているので、センサ取付穴６６がカバー６３を貫通していない分、装置内部への異物の侵入経路が少なく、装置全体の密封性が優れている（例えば、特許文献１参照。）。

特許第４２８６０６３号公報

このような従来の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、芯金６７と合成樹脂からなるカバー６３の接合部、すなわち、芯金６７の筒状部６７ａとカバー６３の筒部６３ａおよび芯金６７とカバー６３の蓋部６７ｂ、６３ｂの接合部が、冷熱衝撃等による温度変化で線膨張係数の差により剥れや微小すきまが生じ、長期間に亘って当初の密封性を維持するのが難しい。

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、密封性の向上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する。

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、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た少なくとも一つの内輪とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、前記外方部材と内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、前記内輪に外嵌され、円周方向に特性を交互に、かつ等間隔に変化させたパルサリングと、前記外方部材のインナー側の端部に嵌着され、鋼鈑からプレス加工により形成されたカップ状のセンサキャップ、およびこのセンサキャップの径方向外方部に装着された回転速度センサとを備え、当該回転速度センサが前記パルサリングに所定の軸方向エアギャップを介して対峙されている回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、前記外方部材にカップ状のキャップが装着され、このキャップが非磁性の鋼鈑からプレス加工により形成され、前記外方部材のインナー側の端部内周に圧入される外周面に合成ゴムからなる弾性部材が設けられた円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、前記パルサリングに僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部とを備えると共に、この円板部に前記回転速度センサが衝合または近接され、当該キャップを介して前記パルサリングに対向配置されている。

このように、内輪に外嵌され、円周方向に特性を交互に、かつ等間隔に変化させたパルサリングと、外方部材のインナー側の端部に嵌着され、鋼鈑からプレス加工により形成されたカップ状のセンサキャップ、およびこのセンサキャップの径方向外方部に装着された回転速度センサとを備え、当該回転速度センサがパルサリングに所定の軸方向エアギャップを介して対峙されている回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、外方部材にカップ状のキャップが装着され、このキャップが非磁性の鋼鈑からプレス加工により形成され、外方部材のインナー側の端部内周に圧入される外周面に合成ゴムからなる弾性部材が設けられた円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、パルサリングに僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部とを備えると共に、この円板部に回転速度センサが衝合または近接され、当該キャップを介してパルサリングに対向配置されているので、煩雑なエアギャップ調整を省いて組立作業性の向上が図れると共に、嵌合部に合成ゴムからなる弾性部材が配置されたキャップにより軸受内部を密封することができ、密封性の向上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。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記キャップの嵌合部と円板部との間に縮径部が形成され、この縮径部に合成ゴムからなる弾性部材が加硫接着によって一体に接合されると共に、この弾性部材が前記キャップの円板部の側面からインナー側に突出して前記回転速度センサに干渉しないように接合され、前記嵌合部の外径より径方向外方に突出する環状突起を備えていれば、環状突起がキャップの嵌合時に外方部材の端部内周に弾性変形して圧着され、嵌合部の気密性を高めることができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記キャップの少なくとも円板部の肉厚が他の部分の肉厚よりも薄く形成されていれば、エアギャップを小さく設定することが可能になり、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、前記外方部材の端部内周の嵌合面がビビリ高さ３μｍ以下に規制されていれば、合成ゴムからなる弾性部材が腐食等により劣化した状態になっても金属面同士の嵌合部の気密性を確保することができ、嵌合部の気密性を一層高めることができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記センサキャップが、前記外方部材の端部に嵌着される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延びる底部とを備え、この底部に嵌挿孔が路面に対して水平位置に形成され、前記回転速度センサが装着されていれば、車輪からの横方向荷重により外方部材と内方部材が相対的に傾いた状態においても、回転速度センサとパルサリングのエアギャップ変動を抑制することができ、安定した検出精度を得ることができる。

また、請求項６に記載の発明のように、前記センサキャップの嵌合部が前記外方部材の端部外周に圧入されると共に、前記外方部材の端部外周に環状溝が形成され、この環状溝に前記嵌合部の端部が加締られていれば、車輪からの入力荷重により前記嵌合部が変形を繰り返すことによるセンサキャップの軸方向抜けを防止することができ、当初のエアギャップを維持することができる。また、車輪入力荷重による外方部材の嵌合部変形量は、外方部材の肉厚が薄い方が大きく軸方向抜けには不利であるが、センサキャップの端面を加締ることにより軸方向抜けを防止できるため、一層軸受部の軽量化が可能となる。

また、請求項７に記載の発明のように、前記センサキャップの嵌合部と底部の隅部で、路面に近い側にドレーンが形成されていれば、例えセンサキャップ内に外部から雨水等の異物が浸入したとしてもこの異物がセンサキャップ内を流動落下し、底部の径方向下部から異物を効果的に排出させることができる。

また、請求項８に記載の発明のように、前記センサキャップの底部の中心部またはその周辺に穿孔が形成され、前記底部の軸受内方側に固定ナットが圧入されると共に、この固定ナットに取付部材を介して取付ボルトを締結することによって前記回転速度センサが固定されていれていれば、取付ボルトの締結により固定ナットが底部の内側面に引き込まれるため、固定ナットの圧入だけで脱落を防止することができる。また、固定ナットの圧入部に軸方向溝等の回り止め形状が施されていれば、取付けボルト締結時のナットスリップに対しても有利である。

また、請求項９に記載の発明のように、前記キャップが非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼鈑で形成されていれば、長期間に亘って耐食性を有し、耐久性が向上すると共に、回転速度センサの感知性能に悪影響を及ぼさず、所望の検出精度を確保することができる。

また、請求項１０に記載の発明のように、前記センサキャップがステンレス鋼鈑で形成されていれば、外方部材との嵌合面やセンサ固定部等、長期間に亘って耐食性を有し、耐久性が向上する。

また、請求項１１に記載の発明のように、前記センサキャップがカチオン電着塗装または防錆処理された冷間圧延鋼鈑で形成されていれば、外方部材との嵌合面やセンサ固定部等、長期間に亘って耐食性を有し、耐久性が向上する。

また、請求項１２に記載の発明のように、前記複列の転動体列のうちアウター側の転動体列のピッチ円直径がインナー側の転動体列のピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、アウター側の転動体列の転動体径がインナー側の転動体列の転動体径よりも小径に設定され、かつ、アウター側の転動体列の転動体数がインナー側の転動体列の転動体数よりも多く設定されていれば、インナー側に比べアウター側部分の軸受剛性を増大させることができ、軸受の長寿命化を図ることができると共に、外方部材のアウター側の外径寸法を抑えつつ高剛性化を図ることができる。

本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は、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た少なくとも一つの内輪とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、前記外方部材と内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、前記内輪に外嵌され、円周方向に特性を交互に、かつ等間隔に変化させたパルサリングと、前記外方部材のインナー側の端部に嵌着され、鋼鈑からプレス加工により形成されたカップ状のセンサキャップ、およびこのセンサキャップの径方向外方部に装着された回転速度センサとを備え、当該回転速度センサが前記パルサリングに所定の軸方向エアギャップを介して対峙されている回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、前記外方部材にカップ状のキャップが装着され、このキャップが非磁性の鋼鈑からプレス加工により形成され、前記外方部材のインナー側の端部内周に圧入される外周面に合成ゴムからなる弾性部材が設けられた円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、前記パルサリングに僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部とを備えると共に、この円板部に前記回転速度センサが衝合または近接され、当該キャップを介して前記パルサリングに対向配置されているので、煩雑なエアギャップ調整を省いて組立作業性の向上が図れると共に、嵌合部に合成ゴムからなる弾性部材が設けられたキャップにより軸受内部を密封することができ、密封性の向上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。

本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す図２のＩ−Ｏ−Ｉ線に沿った縦断面図である。図１の側面図である。図１の検出部を示す要部拡大図である。図２のドレーン部を示す要部拡大図である。図３の変形例を示す要部拡大図である。本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。図６の検出部を示す要部拡大図である。図６のドレーン部を示す要部拡大図である。本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。図９のドレーン部を示す要部拡大図である。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。図１１の要部拡大図である。

外周に車体に取り付けられ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、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、前記外方部材と内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、前記内輪に外嵌され、円周方向に特性を交互に、かつ等間隔に変化させたパルサリングと、前記外方部材のインナー側の端部に嵌着され、鋼鈑からプレス加工により形成されたカップ状のセンサキャップ、およびこのセンサキャップの径方向外方部に装着された回転速度センサとを備え、当該回転速度センサが前記パルサリングに所定の軸方向エアギャップを介して対峙されている回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、前記外方部材にカップ状のキャップが装着され、このキャップが非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼鈑からプレス加工により形成され、前記外方部材のインナー側の端部内周に圧入される合成ゴムからなる弾性部材が設けられた円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、前記パルサリングに僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部とを備えると共に、この円板部に前記回転速度センサが衝合または近接され、当該キャップを介して前記パルサリングに対向配置されている。

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第１の実施形態を示す図２のＩ−Ｏ−Ｉ線に沿った縦断面図、図２は、図１の側面図、図３は、図１の検出部を示す要部拡大図、図４は、図２のドレーン部を示す要部拡大図、図５は、図３の変形例を示す要部拡大図である。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従動輪側の第３世代と呼称され、内方部材１と外方部材２、および両部材１、２間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）３ａ、３ｂ列とを備えている。内方部材１は、ハブ輪４と、このハブ輪４に所定のシメシロを介して圧入された内輪５とからなる。

ハブ輪４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、外周に一方（アウター側）の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる軸状部４ｄを介して小径段部４ｂが形成されている。車輪取付フランジ６にはハブボルト６ａが周方向等配に植設されている。

また、ハブ輪４のアウター側端部には軸方向に延びるすり鉢状の凹所１０が形成されている。この凹所１０は鍛造加工によってアウター側の内側転走面４ａの溝底部まで形成され、ハブ輪４のアウター側の肉厚が略均一に設定されている。

内輪５は、外周に他方（インナー側）の内側転走面５ａが形成され、ハブ輪４の小径段部４ｂに圧入されて背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受を構成すると共に、小径段部４ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部４ｃによって内輪５が軸方向に固定されている。これにより、軽量・コンパクト化を図ることができる。なお、内輪５および転動体３ａ、３ｂはＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

ハブ輪４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面４ａをはじめ、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部４ｂ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。なお、加締部４ｃは鍛造加工後の表面硬さの生のままとされている。これにより、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、内輪５の嵌合部となる小径段部４ｂの耐フレッティング性が向上すると共に、微小なクラック等の発生がなく加締部４ｃの塑性加工をスムーズに行うことができる。

外方部材２は、外周にナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ２ｃを一体に有し、内周にハブ輪４の内側転走面４ａに対向するアウター側の外側転走面２ａと、内輪５の内側転走面５ａに対向するインナー側の外側転走面２ｂが一体に形成されている。これら両転走面間に複列の転動体３ａ、３ｂ列が収容され、保持器７、８によって転動自在に保持されている。そして、外方部材２と内方部材１との間に形成される環状空間のアウター側の開口部にシール９が装着されると共に、インナー側の開口部には後述するキャップ１４が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。

外方部材２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面２ａ、２ｂが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。なお、ここでは、転動体３ａ、３ｂにボールを使用した複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず、円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受であっても良い。また、従動輪側の第３世代構造に限らず、第２世代、あるいは第４世代構造であっても良い。

本実施形態では、アウター側の転動体３ａ列のピッチ円直径ＰＣＤｏがインナー側の転動体３ｂ列のピッチ円直径ＰＣＤｉよりも大径に設定されると共に、アウター側の転動体３ａ列の転動体径ｄｏがインナー側の転動体３ｂ列の転動体径ｄｉよりも小径（ｄｏ＜ｄｉ）に設定されている。このピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉと転動体径ｄｏ、ｄｉの違いにより、アウター側の転動体３ａ列の転動体数Ｚｏがインナー側の転動体３ｂ列の転動体数Ｚｉよりも多く設定されている（Ｚｏ＞Ｚｉ）。これにより、インナー側に比べアウター側部分の軸受剛性を増大させることができ、軸受の長寿命化を図ることができる。なお、ここでは、アウター側の転動体３ａとインナー側の転動体３ｂがサイズの異なるものを例示したが、これに限らず、両列同じサイズであっても良い。

本実施形態では、内輪５の外周にパルサリング１１が圧入されている。このパルサリング１１は、図３に拡大して示すように、円環状に形成された支持環１２と、この支持環１２の側面に加硫接着等で一体に接合された磁気エンコーダ１３とで構成されている。この磁気エンコーダ１３は、ゴム等のエラストマにフェライト等の磁性体粉が混入され、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁されて車輪の回転速度検出用のロータリエンコーダを構成している。

支持環１２は強磁性体の鋼鈑、例えば、フェライト系のステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）や防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工によって断面略Ｌ字状に形成され、内輪５に圧入される円筒部１２ａと、この円筒部１２ａから径方向内方に延びる立板部１２ｂとを有している。そして、この立板部１２ｂのインナー側の側面に磁気エンコーダ１３が接合されている。

ここで、図１に示すように、外方部材２にキャップ１４が装着され、外方部材２のインナー側の開口部を閉塞している。このキャップ１４は、耐食性を有し、後述する回転速度センサ１８の感知性能に悪影響を及ぼさないように、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）をプレス成形してカップ状に形成され、外方部材２のインナー側の端部内周に圧入される外周面に合成ゴムからなる弾性部材が設けられた円筒状の嵌合部１４ａと、この嵌合部１４ａから縮径部１４ｂを介して磁気エンコーダ１３に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部１４ｃと、この円板部１４ｃから屈曲部１４ｄを介して内方部材１のインナー側の端部を覆う底部１４ｅとを備えている。

ここで、図３に示すように、キャップ１４の縮径部１４ｂにＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）等の合成ゴムからなる弾性部材１５が加硫接着によって一体に接合されている。この弾性部材１５は、キャップ１４の円板部１４ｃの側面からインナー側に突出して回転速度センサ１８に干渉しないように接合され、嵌合部１４ａの外径より径方向外方に突出する環状突起１５ａを備えている。そして、外方部材２の端部内周の嵌合面がビビリ高さ３μｍ以下に規制されると共に、この環状突起１５ａがキャップ１４の嵌合時に外方部材２の端部内周に弾性変形して圧着され、嵌合部１４ａの気密性を高めている。

本実施形態では、キャップ１４のインナー側に、さらにセンサキャップ１６が装着されている。このセンサキャップ１６は耐食性を有するオーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系）や、カチオン電着塗装あるいは亜鉛メッキ等、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系）等をプレス成形してカップ状に形成され、外方部材２のインナー側の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部１６ａと、外方部材２のインナー側の端面に密着する底部１６ｂとを備えている。このセンサキャップ１６の底部１６ｂには磁気エンコーダ１３に対応する水平位置に嵌挿孔１７が形成され、この嵌挿孔１７に後述する回転速度センサ１８が嵌挿される（図２参照）。このように、嵌挿孔１７が水平位置に形成され、この嵌挿孔１７に回転速度センサ１８が装着されていれば、車輪からの横方向荷重により外方部材２と内方部材１が相対的に傾いた状態においても、回転速度センサ１８と磁気エンコーダ１３のエアギャップ変動を抑制することができ、安定した検出精度を得ることが出来る。

回転速度センサ１８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およびこの磁気検出素子の出力波形を整える波形整形回路が組み込まれたＩＣ等からなり、車輪の回転速度を検出してその回転数を制御する自動車のアンチロックブレーキシステムを構成している。そして、この回転速度センサ１８がキャップ１４の円板部１４ｃに衝合または近接するまで挿入されている。これにより、所望のエアギャップが得られ、煩雑なエアギャップ調整を省いて組立作業性の向上が図れると共に、嵌合部に合成ゴムからなる弾性部材１５が設けられたキャップ１４により軸受内部を密封することができ、密封性の向上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。

センサキャップ１６の中心部に形成された穿孔１９に、底部１６ｂの軸受内方側（アウター側）に固定ナット２０が圧入されている（図１、図２参照）。そして、センサキャップ１６の嵌挿孔１７に嵌挿された回転速度センサ１８が、図示しない取付部材を介して取付ボルトを固定ナット２０に締結することによって固定されている。このように、取付ボルトの締結により固定ナット２０が底部１６ｂの内側面に引き込まれるため、固定ナット２０の圧入だけで脱落を防止することができる。また、固定ナットの圧入部に軸方向溝等の回り止め形状が施されていれば、取付けボルト締結時のナットスリップに対しても有利である。

また、本実施形態では、センサキャップ１６の底部１６ｂの径方向外方側にドレーン２１が形成されている（図２、図４参照）。このドレーン２１は、図２に示すように、嵌合部１６ａと底部１６ｂの路面に近い側の隅部に形成されている。これにより、例えセンサキャップ１６内に外部から雨水等の異物が浸入したとしてもこの異物がセンサキャップ１６内を流動落下し、底部１６ｂの径方向下部から異物を効果的に排出させることができる。なお、このドレーン２１として矩形状の孔を例示したが、これに限らず、例えば、円孔であっても良いし、まゆ形であっても良い。

図５に、図３の変形例を示す。この実施形態は、前述したものと基本的にはキャップの構成が一部異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符合を付して詳細な説明を省略する。

外方部材２にキャップ２２が装着され、外方部材２のインナー側の開口部を閉塞している。このキャップ２２は、耐食性を有し、回転速度センサ１８の感知性能に悪影響を及ぼさないように、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）をプレス成形してカップ状に形成され、外方部材２のインナー側の端部内周に圧入される合成ゴムからなる弾性部材１５が設けられた円筒状の嵌合部２２ａと、この嵌合部２２ａから縮径部２２ｂを介して磁気エンコーダ１３に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部２２ｃとを備え、嵌合部２２ａから円板部２２ｃに亙って、他の部分の肉厚Ｈ１よりも肉厚Ｈ２が薄く形成されている。具体的には、他の部分の肉厚Ｈ１が１．０〜１．５ｍｍに対して、少なくとも円板部２２ｃの肉厚Ｈ２が０．２〜１．０ｍｍに形成されている。これにより、エアギャップを小さく設定することが可能になり、検出精度を高めることができる。なお、この肉厚Ｈ２が０．２ｍｍ未満では、円板部２２ｃの形状を精度良く成形するのが難しくなると共に、１．０ｍｍを超えると、エアギャップが大きくなって所望の磁気特性を得ることができず検出精度が低下する。

図６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第２の実施形態を示す縦断面図、図７は、図６の検出部を示す要部拡大図、図８は、図６のドレーン部を示す要部拡大図である。なお、この実施形態は、前述した第１の実施形態（図１）と基本的にはセンサキャップの構成が異なるだけで、その他同一部品、同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符合を付して詳細な説明を省略する。

センサキャップ２４は外方部材２の端部内周に圧入され、外方部材２のインナー側の開口部を閉塞している。このセンサキャップ２４は、耐食性を有するオーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系）や、カチオン電着塗装あるいは亜鉛メッキ等、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系）等をプレス成形してカップ状に形成され、外方部材２のインナー側の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部２４ａと、外方部材２のインナー側の端面に密着する底部２４ｂとを備えている。このセンサキャップ２４の底部２４ｂの中心部またはその近傍に固定ナット２０が圧入されている。本実施形態では、センサキャップ２４が外方部材２の端部内周に圧入されているため、外嵌タイプよりもセンサキャップ２４自体の剛性が高まり、走行中に飛石等が衝突しても変形や損傷するのを防止することができる。

ここで、図７に拡大して示すように、センサキャップ２４の底部２４ｂの磁気エンコーダ１３に対応する位置に嵌挿孔１７が形成され、この嵌挿孔１７に回転速度センサ１８が嵌挿されている。また、図８に拡大して示すように、センサキャップ２４の底部２４ｂの径方向外方側にドレーン２５が形成されている。このドレーン２５は、嵌合部２４ａと底部２４ｂの路面に近い側の隅部に形成されている。これにより、センサキャップ２４内に外部から雨水等の異物が浸入したとしてもこの異物がセンサキャップ２４内を流動落下し、効果的に排出させることができる。

図９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第３の実施形態を示す縦断面図、図１０は、図９のドレーン部を示す要部拡大図である。なお、この実施形態は、前述した第１の実施形態（図１）と基本的にはセンサキャップの構成が異なるだけで、その他同一部品、同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符合を付して詳細な説明を省略する。

センサキャップ２６は外方部材２の端部外周に圧入され、外方部材２のインナー側の開口部を閉塞している。このセンサキャップ２６は、耐食性を有するオーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系）や、カチオン電着塗装あるいは亜鉛メッキ等、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系）等をプレス成形してカップ状に形成され、外方部材２のインナー側の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部２６ａと、外方部材２のインナー側の端面に密着する底部２６ｂとを備えている。そして、このセンサキャップ２６の底部２６ｂの中心部またはその近傍に固定ナット２０が圧入されている。

ここで、図８に拡大して示すように、センサキャップ２６の底部２４ｂの径方向外方側にドレーン２１が形成されている。また、本実施形態では、外方部材２３の端部外周に環状溝２７が形成され、センサキャップ２６が外方部材２の端部内周に圧入されると共に、嵌合部２６ａの端部が環状溝２７に塑性変形により加締部２８が形成され、この加締部２８によって車輪からの入力荷重により嵌合部が変形を繰り返すことによるセンサキャップ２６が軸方向に移動するのを防止することができ、長期間に亘って当初のエアギャップを維持することができる。また、車輪入力荷重による外方部材２３の嵌合部変形量は、外方部材２３の肉厚が薄い方が大きく軸方向抜けには不利であるが、センサキャップ２６の端面を加締ることにより軸方向抜けを防止できるため、一層の軸受軽量化が可能となる。

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、駆動輪用、従動輪用、あるいは転動体がボール、円錐ころ等、あらゆる構造の内輪回転タイプの車輪用軸受装置に適用することができる。

１内方部材
２、２３外方部材
２ａ、２ｂ外側転走面
２ｃ車体取付フランジ
３転動体
４ハブ輪
４ａ、５ａ内側転走面
４ｂ小径段部
４ｃ加締部
４ｄ軸状部
５内輪
６車輪取付フランジ
６ａハブボルト
６ｂ車輪取付フランジのインナー側の基部
７、８保持器
９シール
１０凹所
１１パルサリング
１２支持環
１２ａ円筒部
１２ｂ立板部
１３磁気エンコーダ
１４、２２キャップ
１４ａ、１６ａ、２２ａ、２４ａ、２６ａ嵌合部
１４ｂ、２２ｂ縮径部
１４ｃ、２２ｃ円板部
１４ｄ屈曲部
１４ｅ、１６ｂ、２４ｂ、２６ｂ底部
１５弾性部材
１５ａ環状突起
１６、２４、２６センサキャップ
１７挿入孔
１８回転速度センサ
１９穿孔
２０固定ナット
２１、２５ドレーン
２７環状溝
２８加締部
５１外方部材
５１ａ外側転走面
５１ｂ車体取付フランジ
５２内方部材
５３ボール
５４車輪取付フランジ
５５ハブ輪
５５ａ、５６ａ内側転走面
５５ｂ小径段部
５６内輪
５７保持器
５８加締部
５９シール
６０磁気エンコーダ
６１支持環
６２エンコーダ本体
６３カバー
６３ａ筒部
６３ｂ、６７ｂ蓋部
６４フランジ
６５センサ取付部
６６センサ取付穴
６７芯金
６７ａ筒状部
６８ケーブル
６９センサ
６９ａ挿入部
ｄｉインナー側の転動体列の転動体径
ｄｏアウター側の転動体列の転動体径
Ｈ１キャップの肉厚
Ｈ２キャップの円板部の肉厚
ＰＣＤｉインナー側の転動体列のピッチ円直径
ＰＣＤｏアウター側の転動体列のピッチ円直径
Ｚｉインナー側の転動体列の転動体数
Ｚｏアウター側の転動体列の転動体数

Claims

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た少なくとも一つの内輪とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
前記外方部材と内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、
前記内輪に外嵌され、円周方向に特性を交互に、かつ等間隔に変化させたパルサリングと、
前記外方部材のインナー側の端部に嵌着され、鋼鈑からプレス加工により形成されたカップ状のセンサキャップ、およびこのセンサキャップの径方向外方部に装着された回転速度センサとを備え、
当該回転速度センサが前記パルサリングに所定の軸方向エアギャップを介して対峙されている回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、
前記外方部材にカップ状のキャップが装着され、このキャップが非磁性の鋼鈑からプレス加工により形成され、前記外方部材のインナー側の端部内周に圧入される外周面に合成ゴムからなる弾性部材が設けられた円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、前記パルサリングに僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部とを備えると共に、この円板部に前記回転速度センサが衝合または近接され、当該キャップを介して前記パルサリングに対向配置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。
前記キャップの嵌合部と円板部との間に縮径部が形成され、この縮径部に合成ゴムからなる弾性部材が加硫接着によって一体に接合されると共に、この弾性部材が前記キャップの円板部の側面からインナー側に突出して前記回転速度センサに干渉しないように接合され、前記嵌合部の外径より径方向外方に突出する環状突起を備えている請求項１に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
前記キャップの少なくとも円板部の肉厚が他の部分の肉厚よりも薄く形成されている請求項１または２に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
前記外方部材の端部内周の嵌合面がビビリ高さ３μｍ以下に規制されている請求項１に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
前記センサキャップが、前記外方部材の端部に嵌着される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延びる底部とを備え、この底部に嵌挿孔が路面に対して水平位置に形成され、前記回転速度センサが装着されている請求項１に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
前記センサキャップの嵌合部が前記外方部材の端部外周に圧入されると共に、前記外方部材の端部外周に環状溝が形成され、この環状溝に前記嵌合部の端部が加締られている請求項５に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
前記センサキャップの嵌合部と底部の隅部で、路面に近い側にドレーンが形成されている請求項５または６に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
前記センサキャップの底部の中心部またはその周辺に穿孔が形成され、前記底部の軸受内方側に固定ナットが圧入されると共に、この固定ナットに取付部材を介して取付ボルトを締結することによって前記回転速度センサが固定されていれている請求項５乃至７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。
前記キャップが非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼鈑で形成されている請求項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。
前記センサキャップがステンレス鋼鈑で形成されている請求項５乃至８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。
前記センサキャップがカチオン電着塗装または防錆処理された鋼鈑で形成されている請求項５乃至８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。
前記複列の転動体列のうちアウター側の転動体列のピッチ円直径がインナー側の転動体列のピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、アウター側の転動体列の転動体径がインナー側の転動体列の転動体径よりも小径に設定され、かつ、アウター側の転動体列の転動体数がインナー側の転動体列の転動体数よりも多く設定されている請求項１に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。