JP2012097823A - Wheel bearing device - Google Patents
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Abstract
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に関し、詳しくは、軸受部の異常を未然に感知して信頼性を向上させた車輪用軸受装置に関するものである。 The present invention relates to a wheel bearing device that rotatably supports a wheel of an automobile or the like with respect to a suspension device, and more particularly to a wheel bearing device that detects an abnormality of a bearing portion and improves reliability. It is.
従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を複列の転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。また、車輪用軸受装置には、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列アンギュラ玉軸受等からなる車輪用軸受を嵌合させた第1世代と称される構造から、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第2世代構造、また、ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成された第3世代構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側転走面が直接形成された第4世代構造とに大別されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a wheel bearing device for supporting a wheel of an automobile or the like supports a hub wheel for mounting a wheel rotatably via a double row rolling bearing, and includes a drive wheel and a driven wheel. For structural reasons, an inner ring rotation method is generally used for driving wheels, and an inner ring rotation method and an outer ring rotation method are generally used for driven wheels. Further, the wheel bearing device has a structure called a first generation in which a wheel bearing composed of a double row angular ball bearing or the like is fitted between a knuckle and a hub wheel constituting a suspension device. Second generation structure in which body mounting flange or wheel mounting flange is formed directly on the outer periphery of the member, third generation structure in which one inner rolling surface is directly formed on the outer periphery of the hub wheel, or hub wheel, etc. It is roughly classified into a fourth generation structure in which the inner rolling surface is directly formed on the outer periphery of the outer joint member of the speed universal joint.
これらの軸受部において、転走面の剥離等の異常が発生しても、ドライバーがその異常に気付かずに運転を続けた場合、車輪ロック等の重大な事故を引き起こす恐れがある。こうした軸受異常の発生をセンサを用いて検出する構造が知られている。こうした車輪用軸受装置の一例を図7に示す。この車輪用軸受装置50は、内周に複列の外側転走面51a、51aを有する外方部材51と、複列の外側転走面51a、51aに対向する内側転走面53a、54aを有する内方部材52と、これら外方部材51および内方部材52の両転走面間に保持器55を介して収容された複列の転動体56、56とで構成されている。外方部材51と内方部材52との間に形成される環状空間の開口部にはシール57、58が装着され、軸受内部に封入されたグリースの漏洩と、外部から泥水等が軸受内部に浸入するのを防止している。
Even if an abnormality such as peeling of the rolling surface occurs in these bearing portions, a serious accident such as a wheel lock may occur if the driver continues driving without noticing the abnormality. A structure for detecting the occurrence of such a bearing abnormality using a sensor is known. An example of such a wheel bearing device is shown in FIG. This
外方部材51は車体の懸架装置におけるナックルに取り付けられるための車体取付フランジ51bを一体に有している。内方部材52は、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジ59を一体に有し、外周に内側転走面53aと、この内側転走面53aから軸方向に延びる円筒状の小径段部53bが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション53cが形成されたハブ輪53と、このハブ輪53の小径段部53bに外嵌され、外周に内側転走面54aが形成された内輪54とからなる。
The
外方部材51の端部には回転センサ60が装着されている。この回転センサ60は、シール58に一体して接合され、磁極N、Sが着磁されたゴム磁石からなる磁気エンコーダ61、およびこの磁気エンコーダ61の軸方向に対向し、外方部材51に取り付けられる磁気センサ62を有している。
A
磁気センサ62は、磁気エンコーダ61の磁極N、Sを検出するセンサであり、センサ取付部材63を介して外方部材51に装着されている。センサ取付部材63の内縁部には弾性リップ64を備え、等速自在継手65を構成する外側継手部材66の外周面に摺接され、検出部に泥水等の異物が侵入するのを防止している。
The
回転センサ60の出力はアンチロックブレーキシステム67に入力される。アンチロックブレーキシステム67の主要な機能は、低摩擦路やパニックブレーキ時のタイヤロックを検知し、ブレーキを緩めてタイヤグリップを確保することで、操舵安定性を得るものであり、回転センサ60の回転検出信号からタイヤロックを検出する。このアンチロックブレーキシステム67は、自動車の全体を制御する演算処理装置であるECU(電気制御ユニット)68の一部として設けられ、この主要機能部とは別に軸受異常検出機能部69を有する。
The output of the
軸受異常検出機能部69は、軸受剥離や磁気エンコーダ61の異常を検出する機能部であり、回転センサ60のデューティ比を演算するデューティ比演算手段70と、この演算されたデューティ比から設定基準に従って軸受部の異常を判定する異常判定手段71とからなる。
The bearing abnormality
デューティ比演算手段70は、回転センサ60の出力波形について隣り合う1パルス毎のデューティ比を演算する。また、異常判定手段71は、この1パルス毎のデューティ比の変化量を演算し、変化量が所定の閾値を超えた場合、または変化量が閾値を超えた時が設定回数以上検出された場合に軸受異常と判定する。これにより、アンチロックブレーキシステム67の回転センサ60を異常検出センサとしても流用することができ、センサ個数を増やすことなく軸受剥離等の異常検出を効果的に行うことができる(例えば、特許文献1参照。)。
The duty ratio calculation means 70 calculates the duty ratio for each adjacent pulse for the output waveform of the
然しながら、このような従来の車輪用軸受装置50では、アンチロックブレーキシステム67の回転センサ60が装備されていない軸受には適用できないという問題があり、軸受異常を検出するために、わざわざこの軸受異常検出機能部69を設置することはコスト高騰を招き好ましくない。
However, such a conventional wheel bearing
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、軸受部の異常を未然に感知して信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a wheel bearing device in which an abnormality of a bearing portion is detected in advance and reliability is improved.
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、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、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の両端開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材と内方部材との間に形成された環状空間に、軸受部の異常検出部を備え、この異常検出部が前記外方部材と内方部材のうち一方の部材に径方向に突出して形成された環状凸部と、この環状凸部に微小な径方向すきまを介して対向し、他方の部材に形成された円筒状の検出面で構成されている。
In order to achieve such an object, the invention according to
このように、第1乃至第4世代構造の車輪用軸受装置において、外方部材と内方部材との間に形成された環状空間に、軸受部の異常検出部を備え、この異常検出部が外方部材と内方部材のうち一方の部材に径方向に突出して形成された環状凸部と、この環状凸部に微小な径方向すきまを介して対向し、他方の部材に形成された円筒状の検出面で構成されているので、各転走面に剥離や摩耗が促進した時に、環状凸部と検出面とが接触し、異音や振動を発生してドライバーに異常を知らせることができ、軸受部の異常を未然に感知し、回転側の内輪のロック等が生じるのを回避し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。 As described above, in the wheel bearing device having the first to fourth generation structures, the annular space formed between the outer member and the inner member is provided with the abnormality detecting portion of the bearing portion, and the abnormality detecting portion is An annular protrusion formed radially protruding from one of the outer member and the inner member, and a cylinder formed opposite to the annular protrusion via a minute radial clearance and formed on the other member Because it is composed of a detection surface in the form of a ring, when peeling or wear is promoted on each rolling surface, the annular convex portion and the detection surface come into contact with each other, generating abnormal noise and vibration, informing the driver of the abnormality. In addition, it is possible to provide a wheel bearing device that can detect an abnormality of the bearing portion in advance, avoid the occurrence of locking of the inner ring on the rotating side, and improve reliability.
また、請求項2に記載の発明のように、前記内方部材が、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からなり、この内輪の外径に前記環状凸部が一体に形成されると共に、前記外方部材の内周に前記検出面が形成され、この検出面と前記環状凸部とが微小な径方向すきまを介して対向し、前記異常検出部が構成されていても良い。 According to a second aspect of the present invention, the inner member integrally includes a wheel mounting flange for mounting a wheel at one end portion, and a hub wheel having a small-diameter step portion formed on the outer periphery thereof. It consists of at least one inner ring press-fitted into the small-diameter step portion of the hub wheel, the annular convex portion is integrally formed on the outer diameter of the inner ring, and the detection surface is formed on the inner periphery of the outer member, The detection surface and the annular convex portion may be opposed to each other through a minute radial clearance to constitute the abnormality detection portion.
また、請求項3に記載の発明のように、前記内方部材が、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からなり、前記車輪取付フランジのインナー側の側面と基部との間に段部が形成されると共に、前記外方部材のアウター側の端部内周に段部が形成され、この段部と前記ハブ輪の段部とが微小な径方向すきまを介して対向し、前記異常検出部が構成されていても良い。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a hub wheel in which the inner member integrally has a wheel mounting flange for mounting a wheel at one end portion, and a small-diameter step portion is formed on the outer periphery. It is composed of at least one inner ring press-fitted into a small-diameter step portion of the hub wheel, and a step portion is formed between the inner side surface and the base portion of the wheel mounting flange, and within the outer end portion of the outer member. A stepped portion may be formed around the periphery, and the stepped portion and the stepped portion of the hub wheel may be opposed to each other via a minute radial clearance to constitute the abnormality detecting portion.
また、請求項4に記載の発明のように、前記内方部材が、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からなり、前記車輪取付フランジの周方向等配位置にハブボルトが植設されると共に、前記外方部材のアウター側の端部外周に環状凸部が形成され、この環状凸部と前記ハブボルトとが微小な径方向すきまを介して対向し、前記異常検出部が構成されていても良い。 According to a fourth aspect of the present invention, the inner member integrally has a wheel mounting flange for mounting a wheel at one end, and a hub wheel having a small-diameter step formed on the outer periphery thereof, and this It consists of at least one inner ring that is press-fitted into the small-diameter step portion of the hub wheel, and hub bolts are implanted in the circumferentially equidistant position of the wheel mounting flange, and an annular protrusion is formed on the outer peripheral end of the outer member. A portion may be formed, and the annular convex portion and the hub bolt may be opposed to each other via a minute radial clearance to constitute the abnormality detecting portion.
好ましくは、請求項5に記載の発明のように、前記外方部材の環状凸部の根元部に環状溝が形成されると共に、前記外方部材のアウター側の端面が前記車輪取付フランジのインナー側の側面に僅かな軸方向すきまを介して対向し、ラビリンスシールが構成されていれば、車両の走行中に外方部材に雨水や泥水がかかって外周面を伝わって車輪取付フランジと外方部材との間に流動し、アウター側のシールに浸入するのを防止することができると共に、環状凸部と環状溝によって、流動してきた泥水等を樋の原理で下方に排出することができ、長期間に亘ってシールの密封性能と耐久性の向上を図ることができる。 Preferably, as in the fifth aspect of the present invention, an annular groove is formed at the root of the annular convex portion of the outer member, and an outer end surface of the outer member is an inner surface of the wheel mounting flange. If the labyrinth seal is configured with a slight axial clearance on the side surface, rain or muddy water will be applied to the outer member during travel of the vehicle and will be transmitted along the outer peripheral surface to the wheel mounting flange and the outer side. It can flow between the members and prevent intrusion into the outer seal, and the muddy water that has flowed can be discharged downward by the principle of dredging by the annular protrusion and the annular groove, The sealing performance and durability of the seal can be improved over a long period of time.
また、請求項6に記載の発明のように、前記環状凸部と検出面に周方向等配に複数の凹部が鍛造加工によって形成され、対向面が凹凸形状になっていれば、各転走面に剥離や摩耗が促進し、環状凸部と検出面とが接触した時、大きな異音や振動を発生してドライバーに異常を確実に知らせることができる。
Further, as in the invention described in
また、請求項7に記載の発明のように、前記凹部の壁面に所定の傾斜角が形成されていれば、環状凸部と検出面が接触しても両者が相対回転し、回転側となる部材のロックを防止することができる。 In addition, as in the seventh aspect of the invention, if a predetermined inclination angle is formed on the wall surface of the concave portion, even if the annular convex portion and the detection surface come into contact with each other, both rotate relative to each other and become the rotation side. Locking of the member can be prevented.
好ましくは、請求項8に記載の発明のように、前記傾斜角が45°〜15°の範囲に設定されていれば、接触時に回転側の部材がロックするのを効果的に防止することができる。 Preferably, as in the invention described in claim 8, if the inclination angle is set in a range of 45 ° to 15 °, it is possible to effectively prevent the rotation-side member from being locked at the time of contact. it can.
また、請求項9に記載の発明のように、前記凹部の壁面の角部が所定の曲率半径からなる円弧状に形成されていれば、環状凸部と検出面が接触しても両者がスムーズに相対回転し、回転側となる部材のロックを一層防止することができる。 In addition, as in the ninth aspect of the present invention, if the corners of the wall surface of the recess are formed in an arc shape having a predetermined radius of curvature, even if the annular projection and the detection surface are in contact with each other, both are smooth. It is possible to further prevent locking of a member that rotates relative to the rotation side.
また、請求項10に記載の発明のように、前記環状凸部と検出面が硬化処理されていれば、凹凸部の接触時の摩耗を抑制することができる。
Moreover, if the said annular convex part and a detection surface are hardening-treated like invention of
また、請求項11に記載の発明のように、前記異常検出部の径方向すきまが、前記外方部材と内方部材のラジアル振れ合算値よりも大きく、前記シールのラビリンスすきまよりも小さく設定されていれば、軸受部に異常が生じても、検出面と環状凸部が接触する前にシールが損傷する恐れがなく、確実に軸受部の異常を検出することができる。
Further, as in the invention described in
本発明に係る車輪用軸受装置は、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、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、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の両端開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材と内方部材との間に形成された環状空間に、軸受部の異常検出部を備え、この異常検出部が前記外方部材と内方部材のうち一方の部材に径方向に突出して形成された環状凸部と、この環状凸部に微小な径方向すきまを介して対向し、他方の部材に形成された円筒状の検出面で構成されているので、各転走面に剥離や摩耗が促進した時に、環状凸部と検出面とが接触し、異音や振動を発生してドライバーに異常を知らせることができ、軸受部の異常を未然に感知し、回転側の内輪のロック等が生じるのを回避し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。 The wheel bearing device according to the present invention includes an outer member in which a double row outer rolling surface is integrally formed on an inner periphery, and a double row inner rolling that faces the outer rolling surface of the double row on an outer periphery. An inner member having a surface formed thereon, a double row rolling element housed between the rolling surfaces of the inner member and the outer member via a cage, and the outer member; In a wheel bearing device provided with seals attached to both end openings of an annular space formed between the inner member and the annular space formed between the outer member and the inner member, Provided with an abnormality detecting portion of the bearing portion, the abnormality detecting portion is formed by projecting radially on one of the outer member and the inner member, and a minute radial direction on the annular convex portion It consists of a cylindrical detection surface facing the gap and formed on the other member, which promotes peeling and wear on each rolling surface. Occasionally, the ring-shaped convex part and the detection surface come into contact and generate abnormal noise and vibration to notify the driver of the abnormality, and the abnormality of the bearing part is detected in advance and the inner ring on the rotating side is locked. Thus, it is possible to provide a wheel bearing device with improved reliability.
外周に懸架装置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、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、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の両端開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材と内輪との間に形成された環状空間に、軸受部の異常をドライバーに感知させるための異常検出部を備え、この異常検出部が、前記内輪の外径に突出して形成された環状凸部と、この環状凸部に微小な径方向すきまを介して対向し、前記外方部材の端部内周に形成された円筒状の検出面とで構成されている。 An outer member integrally having a vehicle body mounting flange to be attached to the suspension device on the outer periphery, a double row outer rolling surface formed integrally on the inner periphery, and a wheel mounting flange for attaching a wheel to one end And a hub wheel in which an inner rolling surface facing one of the double row outer rolling surfaces and a small-diameter step portion extending in the axial direction from the inner rolling surface are formed on the outer periphery, and the hub An inner member comprising an inner ring press-fitted into a small-diameter step portion of the ring and having an inner rolling surface facing the other of the outer row rolling surfaces of the double row on the outer periphery; and the inner member and the outer member Mounted on both ends of an annular space formed between the outer member and the inner member, and a double row rolling element accommodated between the rolling surfaces via a cage. An annular space formed between the outer member and the inner ring in a wheel bearing device including a seal An abnormality detection unit for causing the driver to detect an abnormality in the bearing unit, and the abnormality detection unit includes an annular projection formed to protrude from the outer diameter of the inner ring, and a minute radial clearance in the annular projection. And a cylindrical detection surface formed on the inner periphery of the end of the outer member.
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、本発明に係る車輪用軸受装置の第1の実施形態を示す縦断面図、図2は、図1の異常検出部を示す要部拡大図、図3(a)は、図2の異常検出部の変形例を示す要部拡大図、(b)は、(a)のIII矢視図、図4(a)は、図3(b)の変形例を示す矢視図、(b)は、(a)の変形例を示す矢視図である。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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a wheel bearing device according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a main part showing an abnormality detecting unit of FIG. 1, and FIG. The principal part enlarged view which shows the modification of the abnormality detection part of (a), (b) is the III arrow directional view of (a), FIG. 4 (a) is an arrow directional view which shows the modification of FIG.3 (b), ( b) is an arrow view showing a modification of (a). In the following description, the side closer to the outer side of the vehicle when assembled to the vehicle is referred to as the outer side (left side in FIG. 1), and the side closer to the center is referred to as the inner side (right side in FIG. 1).
この車輪用軸受装置は駆動輪用で、内方部材1と外方部材10、および両部材1、10間に転動自在に収容された複列の転動体(ボール)7、7とを備え、第3世代と称される構成をなしている。内方部材1は、ハブ輪2と、このハブ輪2に圧入固定された内輪3とからなる。
This wheel bearing device is for a drive wheel, and includes an
ハブ輪2は、アウター側の端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジ4を一体に有し、外周に一方(アウター側)の内側転走面2aと、この内側転走面2aから軸方向に延びる円筒状の小径段部2b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)2cが形成されている。また、車輪取付フランジ4の周方向等配位置にはハブボルト5が植設されている。内輪3は、外周に他方(インナー側)の内側転走面3aが形成され、ハブ輪2の小径段部2bに所定のシメシロを介して圧入されている。そして、小径段部2bの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部2dによって、所定の軸受予圧が付与された状態で、ハブ輪2に対して軸方向に固定されている。
The
ハブ輪2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2aをはじめ、後述するアウター側のシール8のシールランド部となる車輪取付フランジ4のインナー側の基部4aから小径段部2bに亙って高周波焼入れによって58〜64HRCの範囲に表面が硬化処理されている。なお、加締部2dは、鍛造加工後の生のままの未焼入れ部とされている。一方、内輪3および転動体7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。
The
外方部材10は、外周に懸架装置を構成するナックル(図示せず)に取り付けられるための車体取付フランジ10bを一体に有し、内周に内方部材1の内側転走面2a、3aに対向する複列の外側転走面10a、10aが一体に形成されている。これら両転走面10a、2aおよび10a、3a間には保持器6を介して複列の転動体7、7が転動自在に収容されている。この外方部材10はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面10a、10aが高周波焼入れによって58〜64HRCの範囲に表面が硬化処理されている。
The
また、外方部材10の両端部にはシール8、9が装着され、外方部材10と内方部材1との間に形成される環状空間の開口部を密封している。このシール8、9により、軸受内部に封入された潤滑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。
Further, seals 8 and 9 are attached to both ends of the
シール8、9のうちアウター側のシール8は、外方部材10のアウター側端部に装着された芯金11と、この芯金11に加硫接着により一体に接合されたシール部材12とからなる一体型のシールで構成されている。芯金11は、オーステナイト系ステンレス鋼板(JIS規格のSUS304系等)や冷間圧延鋼板(JIS規格のSPCC系等)をプレス加工にて断面略コの字状に形成されている。一方、シール部材12は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り、径方向外方に傾斜して形成されたサイドリップ12aとダストリップ12b、および軸受内方側に傾斜して形成されたグリースリップ12cを一体に有している。
The seal 8 on the outer side of the
車輪取付フランジ4のインナー側の基部4aは断面が円弧状の曲面に形成され、この基部4aにサイドリップ12aとダストリップ12bが所定の軸方向シメシロをもって摺接されると共に、グリースリップ12cが所定の径方向シメシロを介して摺接されている。なお、シール部材12の材質としては、NBR以外にも、例えば、耐熱性に優れたHNBR(水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、EPDM(エチレンプロピレンゴム)等をはじめ、耐熱性、耐薬品性に優れたACM(ポリアクリルゴム)、FKM(フッ素ゴム)、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。
The
また、シール8、9のうちインナー側のシール9は、互いに対向配置されたスリンガ13と環状のシール板14とからなる、所謂パックシールで構成されている。スリンガ13は、フェライト系のステンレス鋼板(JIS規格のSUS430系等)や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からプレス加工にて断面が略L字状に形成され、図2に拡大して示すように、内輪3の外径に圧入される円筒部13aと、この円筒部13aから径方向外方に延びる立板部13bとを備えている。
Further, the
一方、シール板14は、外方部材10に装着された芯金15と、この芯金15に加硫接着により一体に接合されたシール部材16とからなる。芯金15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からプレス加工にて断面略L字状に形成され、外方部材10の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部15aと、この嵌合部15aから径方向内方に延びる内径部15bとを備えている。
On the other hand, the
シール部材16は、NBR等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップ16aと、二股状に形成されたグリースリップ16bとダストリップ16cを有している。シール部材16のサイドリップ16aはスリンガ13の立板部13bに所定の軸方向すきまを介して対向配置されると共に、グリースリップ16bとダストリップ16cは、スリンガ13の円筒部13aに所定の径方向シメシロを介して摺接されている。そして、シール板14とスリンガ13、または後述する磁気エンコーダ17とが僅かな径方向すきまeを介して対向し、ラビリンスシールを構成している。なお、シール部材16の材質としては、NBR以外にも、例えば、耐熱性に優れたHNBR、EPDM等をはじめ、耐熱性、耐薬品性に優れたACM、FKM、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。
The
また、スリンガ13の立板部13bのインナー側の側面に磁気エンコーダ17が加硫接着によって一体に接合されている。磁気エンコーダ17は、合成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、周方向に交互に等ピッチで磁極N、Sが着磁されている。
A
なお、ここでは、転動体7にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受装置を例示したが、本発明はこれに限らず、転動体7に円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受で構成されていても良い。さらに、例示した第3世代構造に限らず、第1、第2世代構造あるいは第4世代構造であっても良い。
In addition, although the wheel bearing apparatus comprised by the double row angular contact ball bearing which used the ball for the rolling
ここで、内輪3の外径に環状凸部18が一体に形成されると共に、外方部材10のインナー側の端部内周に硬化処理された円筒状の検出面19が形成され、この検出面19と内輪3の環状凸部18が微小な径方向すきまεを介して対向し、異常検出部20を構成している。微小な径方向すきまεは、外方部材10および内輪3のラジアル振れ合算値よりも大きく、また、シール9のラビリンスシールの径方向すきまeよりも小さく設定されている。具体的には、直径(2ε)で、0.06〜1.00mmの範囲に設定されている。この径方向すきま2εが0.06mm未満であれば、軸受部が正常であっても検出面19と環状凸部18が車両走行中に接触する可能性があり、また、1.00mmを超えて大きく設定すれば、軸受部に異常が生じても、検出面19と環状凸部18が接触する前にシール9のシール板14とスリンガ13とが接触し、損傷する恐れがあるので好ましくない。
Here, an annular
本実施形態では、回転側となる内輪3の外径に環状凸部18が一体に形成されると共に、固定側となる外方部材10のインナー側の端部内周に円筒状の検出面19が形成され、この検出面19と内輪3の環状凸部18が微小な径方向すきまεを介して対向し、異常検出部20が構成されているので、各転走面に剥離や摩耗が促進した時に、環状凸部18と検出面19とが接触し、異音や振動を発生してドライバーに異常を知らせることができる。すなわち、各転走面に剥離や摩耗が促進されると検出面19と環状凸部18間の微小な径方向すきまεを超えて内輪3と外方部材10の偏心が大きくなり接触することになる。これにより、軸受部の異常を未然に感知し、例えば、回転側の内輪3のロック等が生じるのを回避し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。
In the present embodiment, an annular
図3(a)は、図2の異常検出部の変形例を示す。なお、この実施形態は前述した実施形態と基本的には対向面の形状が異なるだけで、その他前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 3A shows a modification of the abnormality detection unit in FIG. Note that this embodiment is basically different from the above-described embodiment only in the shape of the facing surface, and other parts having the same parts or the same functions as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and detailed. Description is omitted.
前述した実施形態と同様(ここでは、シールが図示されていない。)、内輪3’の外径に環状凸部21が一体に形成されると共に、外方部材10’のインナー側の端部内周に円筒状の検出面22が形成され、この検出面22と環状凸部21が微小な径方向すきまεを介して対向し、異常検出部23を構成している。
Similar to the embodiment described above (here, the seal is not shown), the annular
ここで、(b)に示すように、環状凸部21と検出面22に周方向等配に複数の凹部21a、22aが鍛造加工によって形成され、対向面が硬化処理された凹凸形状になっている。これにより、各転走面に剥離や摩耗が促進し、環状凸部21と検出面22とが接触した時、前述した実施形態よりも大きな異音や振動を発生してドライバーに異常を確実に知らせることができると共に、凹凸部の接触時の摩耗を抑制することができる。
Here, as shown in (b), a plurality of
図4(a)に、前述した本実施形態(図3)の変形例を示す。この実施形態では、環状凸部24と円筒状の検出面25にそれぞれ複数の凹部24a、25aが形成されると共に、この凹部24a、25aの壁面に所定の傾斜角αが形成され、この傾斜角αが45°〜15°の範囲に設定されている。これにより、環状凸部24と検出面25が接触しても両者が相対回転し、回転側となる内輪のロックを防止することができる。なお、傾斜角αが45°を超えれば接触時に回転側の内輪がロックする恐れがあると共に、15°未満では凹部24a、25aの効果が半減するので好ましくない。
FIG. 4A shows a modification of the above-described embodiment (FIG. 3). In this embodiment, a plurality of
(b)は、(a)の変形例を示す。この実施形態では、環状凸部24’と円筒状の検出面25’にそれぞれ複数の凹部24a’、25a’が形成されると共に、この凹部24a’、25a’の壁面の角部が曲率半径Rからなる円弧状に形成されている。これにより、環状凸部24’と検出面25’が接触しても両者がスムーズに相対回転し、回転側となる内輪のロックを一層防止することができる。
(B) shows the modification of (a). In this embodiment, a plurality of
図5は、本発明に係る車輪用軸受装置の第2の実施形態を示す要部断面図である。なお、この実施形態は前述した実施形態(図1)と基本的にはハブ輪と外方部材の構成が一部異なるだけで、その他前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 5: is principal part sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the wheel bearing apparatus which concerns on this invention. This embodiment basically differs from the above-described embodiment (FIG. 1) only in part in the configuration of the hub wheel and the outer member, and other parts having the same parts or the same functions as the above-described embodiment. Are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
ハブ輪26は、アウター側の端部に車輪取付フランジ4を一体に有し、外周に内側転走面2aが形成されている。車輪取付フランジ4のインナー側の基部4aは断面が円弧状の曲面に形成され、この基部4aにシール8のサイドリップ12aとダストリップ12bが所定の軸方向シメシロをもって摺接されると共に、グリースリップ12cが所定の径方向シメシロを介して摺接されている。一方、外方部材27は、内周に複列の外側転走面10aが形成されている。
The
ここで、車輪取付フランジ4のインナー側の側面4bと基部4aとの間に段部28が形成されている。一方、外方部材27のアウター側の端部内周にも段部29が形成されている。そして、この外方部材27の段部29とハブ輪26の段部28とが微小な径方向すきまを介して対向し、異常検出部30が構成されている。これにより、各転走面に剥離や摩耗が促進した時に、対向する段部28、29とが接触し、異音や振動を発生してドライバーに異常を知らせることができる。
Here, a
図5は、本発明に係る車輪用軸受装置の第3の実施形態を示す要部断面図である。なお、この実施形態は前述した実施形態(図1)と基本的には外方部材の構成が一部異なるだけで、その他前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 5: is principal part sectional drawing which shows 3rd Embodiment of the wheel bearing apparatus which concerns on this invention. Note that this embodiment is basically the same as the above-described embodiment (FIG. 1) except that the configuration of the outer member is partially different, and the same parts and portions having the same functions as the above-described embodiment. Reference numerals are assigned and detailed description is omitted.
本実施形態では、外方部材31のアウター側の端部外周に環状凸部32と、この環状凸部32の根元部に環状溝33が形成されている。そして、環状凸部32がハブボルト5とが微小な径方向すきまを介して対向し、異常検出部34が構成されている。これにより、各転走面に剥離や摩耗が促進した時に、対向するハブボルト5と外方部材31の環状凸部32とが接触し、異音や振動を発生してドライバーに異常を知らせることができる。
In the present embodiment, an annular
なお、ここで、外方部材31のアウター側の端面31aが車輪取付フランジ4のインナー側の側面4bに僅かな軸方向すきまを介して対向し、ラビリンスシール35が構成されている。こうした構成を採用することにより、車両の走行中に外方部材31に雨水や泥水がかかって外周面を伝わって車輪取付フランジ4と外方部材31との間に流動し、アウター側のシール8に浸入するのを防止することができると共に、環状凸部32と環状溝33によって、流動してきた泥水等を樋の原理で下方(路面側)に排出することができ、長期間に亘ってシール8の密封性能と耐久性の向上を図ることができる。
Here, the
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。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and is merely an example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course, the scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further, the equivalent meanings described in the scope of claims and all modifications within the scope of the scope of the present invention are included. Including.
本発明に係る車輪用軸受装置は、外方部材と内方部材との間に形成された環状空間に、軸受部の異常をドライバーに感知させるための異常検出部を備えた第1乃至第4世代の車輪用軸受装置に適用できる。 The wheel bearing device according to the present invention includes first to fourth abnormality detection units that allow a driver to sense an abnormality in a bearing portion in an annular space formed between an outer member and an inner member. It can be applied to next generation wheel bearing devices.
1 内方部材
2、26 ハブ輪
2a、3a 内側転走面
2b 小径段部
2c セレーション
2d 加締部
3、3’ 内輪
4 車輪取付フランジ
4a 車輪取付フランジのインナー側の基部
4b 車輪取付フランジのインナー側の側面
5 ハブボルト
6 保持器
7 転動体
8 アウター側のシール
9 インナー側のシール
10、10’、27、31 外方部材
10a 外側転走面
10b 車体取付フランジ
11、15 芯金
12、16 シール部材
12a、16a サイドリップ
12b、16c ダストリップ
12c、16b グリースリップ
13 スリンガ
13a 円筒部
13b 立板部
14 シール板
15a 嵌合部
15b 内径部
17 磁気エンコーダ
18、21、24、24’、32 環状凸部
19、22、25、25’ 検出面
20、23、30、34 異常検出部
21a、22a、24a、24a’、25a、25a’ 凹部
28、29 段部
31a 外方部材のアウター側の端面
33 環状溝
35 ラビリンスシール
50 車輪用軸受装置
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 ハブ輪
53a、54a 内側転走面
53b 小径段部
53c セレーション
54 内輪
55 保持器
56 転動体
57、58 シール
59 車輪取付フランジ
60 回転センサ
61 磁気エンコーダ
62 磁気センサ
63 センサ取付部材
64 弾性リップ
65 等速自在継手
66 外側継手部材
67 アンチロックブレーキシステム
68 ECU
69 軸受異常検出機能部
70 デューティ比演算手段
71 異常判定手段
e ラビリンスシールの径方向すきま
R 凹部の壁面の曲率半径
α 凹部の壁面の傾斜角
ε 異常検出部の径方向すきま
DESCRIPTION OF
35
69 Bearing abnormality
Claims (11)
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、
この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、
前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の両端開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、
前記外方部材と内方部材との間に形成された環状空間に、軸受部の異常検出部を備え、この異常検出部が前記外方部材と内方部材のうち一方の部材に径方向に突出して形成された環状凸部と、この環状凸部に微小な径方向すきまを介して対向し、他方の部材に形成された円筒状の検出面で構成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。 An outer member in which a double row outer rolling surface is integrally formed on the inner periphery;
An inner member in which a double row inner rolling surface facing the outer row rolling surface of the double row is formed on the outer periphery;
A double row rolling element housed between the rolling surfaces of the inner member and the outer member so as to be freely rollable via a cage;
In a wheel bearing device comprising a seal mounted at both ends of an annular space formed between the outer member and the inner member,
An annular space formed between the outer member and the inner member is provided with an abnormality detection portion of the bearing portion, and the abnormality detection portion is radially formed on one of the outer member and the inner member. For a wheel characterized by comprising an annular convex portion formed so as to protrude, and a cylindrical detection surface formed on the other member, facing the annular convex portion via a minute radial clearance. Bearing device.
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