JP2013194861A - 車輪用軸受装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】検出精度と密封性の向上を図ると共に、センサキャップの剛性を高めて信頼性の向上を図った車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】外方部材２の端部内周にカップ状の内側キャップ１５が圧入され、これが非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼板からプレス加工により形成され、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、磁気エンコーダ１４に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部１５ｃと、これから屈曲部１５ｄを介して径方向内方に延び、内方部材１のインナー側の端部を覆う底部１５ｅを備え、円板部１５ｃに回転速度センサ２１が衝合または近接され、磁気エンコーダ１４に対向配置されると共に、内側キャップ１５のインナー側の外方部材２の端部内周に段差を介して嵌合面が形成され、この嵌合面にセンサキャップ１６が所定のシメシロを介して圧入されている。
【選択図】図１
【解決手段】外方部材２の端部内周にカップ状の内側キャップ１５が圧入され、これが非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼板からプレス加工により形成され、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、磁気エンコーダ１４に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部１５ｃと、これから屈曲部１５ｄを介して径方向内方に延び、内方部材１のインナー側の端部を覆う底部１５ｅを備え、円板部１５ｃに回転速度センサ２１が衝合または近接され、磁気エンコーダ１４に対向配置されると共に、内側キャップ１５のインナー側の外方部材２の端部内周に段差を介して嵌合面が形成され、この嵌合面にセンサキャップ１６が所定のシメシロを介して圧入されている。
【選択図】図１
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センサが装着される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装着される車輪用軸受装置が提案されている。
このような車輪用軸受装置の一例として図８に示すような構造が知られている。この車輪用軸受装置は、図示しないナックルに支持固定され、内周に複列の外側転走面５１ａが形成された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５２を介して内挿されたハブ輪５３と、このハブ輪５３に外嵌された内輪５４とからなる。
ハブ輪５３の外周には一方の内側転走面（図示せず）が一体に形成され、他方の内側転走面５４ａは内輪５４の外周に形成されている。この内輪５４は、ハブ輪５３の内側転走面から軸方向に延びる軸状の小径段部５３ａに圧入されている。そして、複列のボール５２がこれら両転走面間にそれぞれ収容され、保持器５５によって転動自在に保持されている。
ハブ輪５３は、外周に図示しない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、小径段部５３ａの端部を径方向外方に塑性変形して加締部５６が形成され、この加締部５６によって前記内輪５４が軸方向に固定されている。そして、外方部材５１の端部にはカバー５７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。
カバー５７は、ＳＵＳ３０４等、オーステナイト系ステンレス鋼板、アルミニウム系合金等の非磁性金属板製、あるいは、合成樹脂板製等の非磁性板製からなり、底板部５８と、この底板部５８の外周縁から軸方向内方に直角に折れ曲がった円筒部５９とを備えた有底円筒状に形成されている。また、円筒部５９の軸方向内端縁から径方向外方に直角に折れ曲がる状態で、外向フランジ状の突き当て部６０が設けられ、外方部材５１の端面に当接されている。
底板部５８は、平板部５８ａと膨出部５８ｂとを有し、このうち平板部５８ａは、この底板部５８の外周縁寄り部分に設けられている。また、膨出部５８ｂは、底板部５８の中央部で、平板部５８ａから径方向内方に外れた部分に設けられ、平板部５８ａよりも軸方向内方に向けて膨出している。さらに、円筒部５９の内端部外周面に、ゴムの如きエラストマ等の弾性を有するシール材６１が全周に亙って被覆されている。
このようなカバー５７は、円筒部５９を外方部材５１の軸方向内端部に締り嵌めで内嵌固定することにより、この外方部材５１に対し支持固定されている。そして、突き当て部６０の軸方向外側面を、外方部材５１の内端面に全周に亙って突き当てると共に、平板部５８ａの軸方向外側面を、内輪５４の外周に圧入された磁気エンコーダ６２の被検出面に、微小隙間を介して近接対向させている。
また、外方部材５１の軸方向内端部に、センサ６３を支持するためのセンサ保持板６４が締り嵌めによりで外嵌固定されている。このセンサ保持板６４は、炭素鋼やステンレス鋼等の鉄系金属、アルミニウム系合金等の非鉄金属、あるいは、合成樹脂製で、全体がシャーレ状に構成されている。また、円形平板状の底板部６５と、この底板部６５の外周縁から軸方向外方に直角に折れ曲がった嵌合筒部６６とを備えている。そして、底板部６５の外径寄り部分に通孔６７と、この通孔６７よりも中心寄り部分に取付孔６８がそれぞれ形成されていると共に、底板部６５の外面の一部で、取付孔６８を囲む部分に、ナット６９が溶接、接着、圧入、加締等により固定されている。
このようなセンサ保持板６４は、嵌合筒部６６が外方部材５１の軸方向内端部に外嵌され、底板部６５と外方部材５１の端面との間で、カバー５７の突き当て部６０を軸方向両側から挟持している。これにより、カバー５７が軸方向内方に変位するのを防止し、空間７０を介してカバー５７を軸方向内方から覆っている。
センサ６３は、センサ保持板６４にボルト７１とナット６９により取付固定されている。そして、センサ６３をセンサ保持板６４に固定するには、磁気エンコーダ６２の先端部をこのセンサ保持板６４に形成された通孔６７を通じて空間７０内に挿入し、底板部５８を構成する平板部５８ａの軸方向内側面に突き当てると共に、取付フランジ７２をナット６９の軸方向内側面に突き当てた状態で、この取付フランジ７２を形成した挿通孔と、センサ保持板６４に形成した取付孔６８とを整合させ、この挿通孔を軸方向内方から挿通したボルト７１をナット６９に螺合してさらに締め付ける。
このように、磁気エンコーダ６２が設置された内部空間７３の開口部を塞ぐカバー５７が、センサ６３の検出部等の押し付けに基づいて磁気エンコーダ６２側に押し込まれるのを防止できると共に、カバー５７の軸方向変位を精度良く規制することができる。また、カバー５７にセンサ６３の検出精度低下に結び付くような変形が生じるのを防止することができる。
さらに、カバー５７を構成する円筒部５９を外方部材５１の端部に内嵌すると、底板部５８には径方向内方に向いた力が加わるが、膨出部５８ｂを変形させるのに消費される。その結果、平板部５８ａの変形量を充分に抑えることができて、この平板部５８ａの軸方向位置を精度良く規制できる（例えば、特許文献１参照。）。
このような従来の車輪用軸受装置において、外方部材５１の端部に装着されるカバー５７とセンサ保持板６４のうち、内側に装着されるカバー５７は端部内周面に圧入され、一方、外側に装着されるセンサ保持板６４は端部外周面に圧入されている。この場合、センサ保持板６４は外嵌タイプのため、外方部材５１に圧入される際、嵌合筒部６６がラッパ状に開口部が広がって固定力が弱くなり、外方部材５１に振動や大きな荷重が負荷されて変形が生じた時に抜け出す恐れがある。さらに、内嵌タイプに比べセンサ保持板６４の剛性が低下し、センサ６３を支持するための強度・剛性が低下して、安定した検出精度が維持できない恐れがある。
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、検出精度と密封性の向上を図ると共に、センサキャップの剛性を高めて信頼性の向上を図った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、径方向外方部に回転速度センサが装着される鋼板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を備え、前記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る車輪用軸受装置において、前記外方部材のインナー側の端部内周にカップ状の内側キャップが所定のシメシロを介して圧入され、この内側キャップが非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼板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を備え、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、当該内側キャップを介して前記パルサリングに対向配置されると共に、前記内側キャップのインナー側の前記外方部材の端部内周に前記センサキャップが所定のシメシロを介して圧入されている。
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、径方向外方部に回転速度センサが装着される鋼板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を備え、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る車輪用軸受装置において、外方部材のインナー側の端部内周にカップ状の内側キャップが所定のシメシロを介して圧入され、この内側キャップが非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼板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を備え、この円板部に回転速度センサが衝合または近接され、当該内側キャップを介してパルサリングに対向配置されると共に、内側キャップのインナー側の外方部材の端部内周にセンサキャップが所定のシメシロを介して圧入されているので、検出精度と密封性の向上を図ると共に、センサキャップの剛性を高めて信頼性の向上を図った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、前記外方部材の端部内周に内側嵌合面が形成され、この内側嵌合面のインナー側に段差を介して外側嵌合面が形成され、この外側嵌合面に前記センサキャップが圧入されると共に、前記内側嵌合面に内側キャップが圧入されていれば、内側キャップの圧入ストロークを最小限に抑えて組立作業性を向上させると共に、圧入工程での内側キャップの変形を防止することができ、製品の信頼性を向上させることができる。
また、請求項３に記載の発明のように、前記内側嵌合面と外側嵌合面が、総型砥石によって前記複列の外側転走面と同時研削されていれば、各嵌合面の真円度や同軸度等の精度が向上し、嵌合部の気密性が高くなると共に、同時研削によって加工工数を低減することができ、低コスト化を図ることができる。
また、請求項４に記載の発明のように、前記センサキャップが、前記外方部材のインナー側の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向外方に重合して延び、前記外方部材のインナー側の端面に密着する鍔部と、この鍔部から前記外方部材のインナー側の開口部を閉塞する底部とを備え、この底部の前記パルサリングに対応する水平位置に嵌挿孔が形成され、この嵌挿孔に前記回転速度センサが装着されていれば、剛性を高めて回転速度センサの位置決め精度を向上させることができると共に、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と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５に記載の発明のように、前記外側嵌合面の深さが前記センサキャップの板厚よりも深くなるように設定されていれば、センサキャップの嵌合部が外方部材の端部内周よりも突出し、センサキャップ内に浸入した異物がこの部分に滞留するのを防止することができる。
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にカチオン電着塗装からなる防錆皮膜が形成されていれば、外方部材への圧入時に防錆皮膜が容易に剥がれ落ちることなく、嵌合面の微小な凹凸を埋めて滑らかな表面を維持できると共に、センサキャップの嵌合部が長期間に亘って発錆するのを防止することができ、外方部材の嵌合部との間で良好な気密性が得られる。
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底部の径方向外方の路面に近い側に、当該底部からインナー側に所定の寸法だけ突出して膨出部が形成され、この膨出部に径方向に貫通するドレーンが形成されていれば、ナックルが外方部材の端面からインナー側に突出している場合、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、この膨出部部分に流動落下し、ナックルに妨害されることなく容易に異物を外部に効果的に排出することができる。
また、請求項８に記載の発明のように、前記内側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内側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、環状突起が内側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。
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、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、径方向外方部に回転速度センサが装着される鋼板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を備え、前記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る車輪用軸受装置において、前記外方部材のインナー側の端部内周にカップ状の内側キャップが所定のシメシロを介して圧入され、この内側キャップが非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼板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を備え、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、当該内側キャップを介して前記パルサリングに対向配置されると共に、前記内側キャップのインナー側の前記外方部材の端部内周に前記センサキャップが所定のシメシロを介して圧入されているので、検出精度と密封性の向上を図ると共に、センサキャップの剛性を高めて信頼性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
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た磁気エンコーダと、記外方部材のインナー側の端部に嵌着され、径方向外方部に回転速度センサが装着される鋼板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を備え、前記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る車輪用軸受装置において、前記外方部材のインナー側の端部内周にカップ状の内側キャップが所定のシメシロを介して圧入され、この内側キャップが非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼板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、前記磁気エンコーダに僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部と、この円板部から屈曲部を介して径方向内方に延び、前記内方部材のインナー側の端部を覆う底部を備え、前記円板部に前記回転速度センサが衝合または近接され、当該内側キャップを介して前記磁気エンコーダに対向配置されると共に、前記内側キャップのインナー側の前記外方部材の端部内周に段差を介して嵌合面が形成され、この嵌合面に前記センサキャップが所定のシメシロを介して圧入されている。
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、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の検出部を示す要部拡大図、図３は図１の外側キャップを示す斜視図、図４（ａ）は、図１の内側キャップ単体を示す縦断面図、（ｂ）は、図１の外側キャップ単体を示す縦断面図、図５は、図１のドレーン部を示す要部拡大図、図６（ａ）は、図１の外側キャップの嵌合部を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す要部拡大図、図７は、外方部材の研削方法を示す説明図である。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。
図１は、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の検出部を示す要部拡大図、図３は図１の外側キャップを示す斜視図、図４（ａ）は、図１の内側キャップ単体を示す縦断面図、（ｂ）は、図１の外側キャップ単体を示す縦断面図、図５は、図１のドレーン部を示す要部拡大図、図６（ａ）は、図１の外側キャップの嵌合部を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す要部拡大図、図７は、外方部材の研削方法を示す説明図である。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）３、３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。
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３、３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、後述するシール８のシールランド部となる車輪取付フランジ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９に取り付けられるための車体取付フランジ２ｂを一体に有し、この車体取付フランジ２ｂのインナー側にナックル９に嵌合される円筒状のパイロット部２ｃが形成され、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２ａ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３、３が収容され、保持器７、７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８が装着されると共に、インナー側の開口部には後述する内側キャップ１５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、少なくとも複列の外側転走面２ａ、２ａ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。
シール８は、外方部材２のアウター側の端部内周に圧入された芯金１０と、この芯金１０に加硫接着によって一体に接合されたシール部材１１とからなる一体型シールで構成されている。芯金１０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）からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成されている。一方、シール部材１１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、基部６ｂの外周面に摺接するサイドリップ１１ａとダストリップ１１ｂおよびグリースリップ１１ｃを有している。そして、芯金１０の外表面を覆うように、シール部材１１が回り込んで接合され、所謂ハーフメタル構造をなしている。これにより、気密性を高めて軸受内部を保護することができる。
なお、シール部材１１の材質としては、例示した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。
なお、ここでは、転動体３、３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、これに限らず、円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受で構成されたものであっても良い。
本実施形態では、内輪５の外周にパルサリング１２が圧入されている。このパルサリング１２は、図２に拡大して示すように、円環状に形成された支持環１３と、この支持環１３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１４とで構成されている。この磁気エンコーダ１４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１３は強磁性体の鋼板、例えば、フェライト系のステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）や防錆処理された冷間圧延鋼板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とを有している。そして、この立板部１３ｂのインナー側の側面に磁気エンコーダ１４が接合されている。
ここで、図１に示すように、外方部材２に内側キャップ１５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。この内側キャップ１５は、耐食性を有し、後述する回転速度センサ２１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板からプレス加工によってカップ状に形成され、図４（ａ）に示すように、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１５ａと、この嵌合部１５ａから縮径部１５ｂを介して磁気エンコーダ１４に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部１５ｃと、この円板部１５ｃからアウター側に膨出する屈曲部１５ｄを介して内方部材（図示せず）のインナー側の端部を覆う底部１５ｅを備えている。
内側キャップ１５は、図２に拡大して示すように、縮径部１５ｂにＮＢＲ等の合成ゴムからなる弾性部材１８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１８は、内側キャップ１５の円板部１５ｃの側面からインナー側に突出して回転速度センサ２１に干渉しないように接合され、嵌合部１５ａの外径より径方向外方に突出する環状突起１８ａを備えている。そして、外方部材２の端部内周の内側嵌合面１９がビビリ高さ３μｍ以下に規制されると共に、この環状突起１８ａが内側キャップ１５の嵌合時に外方部材２の内側嵌合面１９に弾性変形して圧着され、ハーフメタル構造をなして嵌合部１５ａの気密性を高めている。
本実施形態では、内側キャップ１５のインナー側に、さらに外側キャップ（センサキャップ）１６が装着されている。具体的には、外方部材２の内側嵌合面１９の開口部側（インナー側）に所定の段差１９ａを介して環状溝からなる外側嵌合面２０が形成され、外側キャップ１６はこの外側嵌合面２０に所定のシメシロを介して圧入されている。
この外側キャップ１６は防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工によってカップ状に形成され、図３および図４（ｂ）に示すように、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１６ａと、この嵌合部１６ａから径方向外方に重合して延び、外方部材２のインナー側の端面２ｄに密着する鍔部１６ｂと、この鍔部１６ｂから外方部材２のインナー側の開口部を閉塞する底部１６ｃとを備えている。この外側キャップ１６の底部１６ｃには磁気エンコーダ１４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２１が嵌挿される。このように、外側キャップ１６が外方部材２の端面２ｄに密着する鍔部１６ｂを備えているので、剛性を高めて回転速度センサの位置決め精度を向上させることができると共に、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２１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２１と磁気エンコーダ１４と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、外側キャップ１６の中心側に形成された穿孔２２に固定ナット２３が加締加工により固定されている。この固定ナット２３は外側キャップ１６の底部１６ｃの軸受内方側（アウター側）に加締固定されている。固定ナット２３の固定方法は、これ以外にも、例えば、溶接、接着、圧入等であっても良い。そして、外側キャップ１６の嵌挿孔１７に嵌挿された回転速度センサ２１が、取付部材２４を介して取付ボルト２５を固定ナット２３に締結することによって固定されている。このように、本実施形態では、固定ナット２３が外側キャップ１６の底部１６ｃの軸受内方側に固定されているため、取付ボルト２５の締結により固定ナット２３が底部１６ｃの内側面に引き込まれ、簡便な固定ナット２３の加締だけで脱落を防止することができる。
回転速度センサ２１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２１が内側キャップ１５の円板部１５ｃに衝合または近接するまで挿入されている（図２参照）。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、縮径部１５ｂに合成ゴムからなる弾性部材１８が設けられた内側キャップ１５により軸受内部を確実に密封することができ、密封性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
外側キャップ１６にはカチオン電着塗装によって防錆皮膜が形成されている。なお、カチオン電着塗装は、正電極に対して、製品側を負電極として通電するものであるが、負電極に対して、製品側を正電極として通電するアニオン型の電着塗装であっても良い。このアニオン型の電着塗装の場合、塗装色の安定性や焼付温度を低く設定できる特徴を備えているが、この種の外側キャップ１６においては、防錆力と密着力に優れた強力な塗装膜が形成できるエポキシ樹脂系等からなるカチオン電着塗装の方が好ましい。
本実施形態では、カチオン電着塗装の下地処理（前処理）としてリン酸亜鉛処理が施されている。このリン酸亜鉛処理により素材となる鋼材の表面が化学反応で粗面化されるため、塗料の食い付きが良くなって付着性が向上する。さらに、リン酸亜鉛処理の後にシーラー処理が施されていても良い。このシーラーは、一種の金属表面処理剤であり、例えば、３０秒〜２分程度の短時間の浸漬、あるいは、スプレー処理を行うことにより、化成皮膜を形成することができる、所謂化成処理で、優れた塗膜密着性が確保できると共に、素材の保護皮膜が形成でき、強固な防錆機能と導電性を発揮することができる。換言すると、カチオン電着塗装の下地処理としてリン酸亜鉛処理が施されると共に、その上にシーラー処理が施されることによってリン酸亜鉛皮膜の微細な表面の平滑化により塗料電着時の空気の巻き込みを防止することができる。この空気の巻き込みがあると、塗膜にクレータ（凹凸等の不均一な表面）等の表面欠陥が生じることがあり好ましくない。
このように、本実施形態では、外側キャップ１６にカチオン電着塗装からなる防錆皮膜が形成されると共に、カチオン電着塗装の下地処理としてリン酸亜鉛処理が施されているので、塗料の付着性が向上し、外方部材２への圧入時に防錆皮膜が容易に剥がれ落ちることなく、嵌合面の微小な凹凸を埋めて滑らかな表面を維持できると共に、外側キャップ１６の嵌合部１６ａが長期間に亘って発錆するのを防止することができ、外方部材２の外側嵌合面２０および端面２ｄとの間で良好な気密性が得られる。
前述した内側キャップ１５の板厚ｔ１は、外側キャップ１６の板厚ｔ２よりも薄く設定されている。具体的には、外側キャップ１６の板厚ｔ２が１．０〜１．５ｍｍに対して、内側キャップ１５の板厚ｔ１が０．２〜１．０ｍｍに設定されている。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。また、軽量化を図ることができると共に、加工性が向上して低コスト化を図ることができる。なお、この板厚ｔ１が０．２ｍｍ未満では、内側キャップ１５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。
また、本実施形態では、図３および図４（ｂ）に示すように、外側キャップ１６の底部１６ｃの径方向外方側にドレーン２６が形成されている。このドレーン２６は、嵌合部１６ａと底部１６ｃの路面に近い側の膨出部２７に形成されている。膨出部２７は、底部１６ｃからインナー側に所定の寸法Ｌだけ突出して形成されている。この膨出部２７は、図５に拡大して示すように、ナックル９が外方部材２の端面２ｄと面一ではなく、インナー側に突出している場合に有効である。すなわち、外側キャップ１６の膨出部２７にドレーン２６を径方向に貫通して形成することにより、外側キャップ１６内に外部から雨水等の異物が浸入したとしても、この膨出部２７部分に流動落下し、ナックル９に妨害されることなく容易に異物を外部に効果的に排出することができる。
さらに、本実施形態では、図６（ａ）に拡大して示すように、外方部材２の外側嵌合面２０の深さが外側キャップ１６の板厚よりも深くなるように設定されている。これは、嵌合部１６ａが外方部材２の端部内周よりも突出し、外側キャップ１６内に浸入した異物がこの部分に滞留しないよう、スムーズに膨出部２７まで流動してドレーン２６から排出できるためである。
なお、（ｂ）に示すように、外方部材２の端部内周面２８を端面２ｄに向って漸次拡径する傾斜角αからなるテーパ面に形成すれば、外側キャップ１６内に浸入した異物を一層スムーズに膨出部２７まで導くことができる。
次に、図７を用いて外方部材２の研削方法を説明する。外方部材２は、旋削工程において、複列の外側転走面２ａ、２ａと、インナー側の端部に、内側キャップ（図示せず）が圧入される内側嵌合面１９と、この内側嵌合面１９のインナー側に、所定の段差１９ａを介して外側キャップ１６が圧入される外側嵌合面２０が形成される。そして、高周波焼入れによる熱処理工程の後、研削工程において、複列の外側転走面２ａ、２ａと、これら内側嵌合面１９と外側嵌合面２０が総型砥石２９によって同時研削されている。
研削加工は、外方部材２のインナー側の端部外周面２ｆに芯合わせ用のシュー３０が摺接され、外方部材２のアウター側の端面２ｅにバッキングプレート３１を衝合させた状態で、一定方向に総型砥石２９を回転させて所望の形状・寸法に形成される。なお、総型砥石２９は、予めロータリードレッサー（図示せず）によって所望の形状・寸法に成形され、クイル３２に固定された状態で、外方部材２に位置決めされる。
本実施形態では、内側嵌合面１９と外側嵌合面２０が、総型砥石２９によって複列の外側転走面２ａ、２ａと同時研削されているので、各嵌合面１９、２０の真円度や同軸度等の精度が向上し、嵌合部の気密性が高くなると共に、同時研削によって加工工数を低減することができ、低コスト化を図ることができる。また、単なる嵌合面に、それぞれ内側キャップ１５と外側キャップ１６を圧入した場合、内側キャップ１５の圧入ストロークが増えて組立作業性が低下するだけでなく、圧入工程で薄肉の内側キャップ１５が変形する恐れがある。本実施形態では、内側嵌合面１９のインナー側に段差１９ａを介して外側嵌合面２０が形成されているので、内側キャップ１５の圧入ストロークを最小限に抑えて組立作業性を向上させると共に、圧入工程での内側キャップ１５の変形を防止することができ、製品の信頼性を向上させることができる。
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。
本発明に係る車輪用軸受装置は、従動輪用で、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 外方部材
２ａ 外側転走面
２ｂ 車体取付フランジ
２ｃ パイロット部
２ｄ 外方部材のインナー側の端面
２ｅ 外方部材のアウター側の端面
２ｆ 外方部材のインナー側の端部外周面
３ 転動体
４ ハブ輪
４ａ、５ａ 内側転走面
４ｂ 小径段部
４ｃ 加締部
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 保持器
８ シール
９ ナックル
１０ 芯金
１１ シール部材
１１ａ サイドリップ
１１ｂ ダストリップ
１１ｃ グリースリップ
１２ パルサリング
１３ 支持環
１３ａ 円筒部
１３ｂ 立板部
１４ 磁気エンコーダ
１５ 内側キャップ
１５ａ、１６ａ 嵌合部
１５ｂ 縮径部
１５ｃ 円板部
１５ｄ 屈曲部
１５ｅ 底部
１６ 外側キャップ
１６ｂ 鍔部
１６ｃ 底部
１７ 嵌挿孔
１８ 弾性部材
１８ａ 環状突起
１９ 内側嵌合面
１９ａ 段差
２０ 外側嵌合面
２１ 回転速度センサ
２２ 穿孔
２３ 固定ナット
２４ 取付部材
２５ 取付ボルト
２６ ドレーン
２７ 膨出部
２８ 外方部材の端部内周面
２９ 総型砥石
３０ シュー
３１ バッキングプレート
３２ クイル
５１ 外方部材
５１ａ 外側転走面
５２ ボール
５３ ハブ輪
５３ａ 小径段部
５４ 内輪
５４ａ 内側転走面
５５ 保持器
５６ 加締部
５７ カバー
５８ 底板部
５８ａ 平板部
５８ｂ 膨出部
５９ 円筒部
６０ 突き当て部
６１ シール材
６２ 磁気エンコーダ
６３ センサ
６４ センサ保持板
６５ 底板部
６６ 嵌合筒部
６７ 通孔
６８ 取付孔
６９ ナット
７０ 空間
７１ ボルト
７２ 取付フランジ
７３ 内部空間
Ｌ 膨出部の底部からの突出量
ｔ１ 内側キャップの板厚
ｔ２ 外側キャップの板厚
α 端部内周面の傾斜角
２ 外方部材
２ａ 外側転走面
２ｂ 車体取付フランジ
２ｃ パイロット部
２ｄ 外方部材のインナー側の端面
２ｅ 外方部材のアウター側の端面
２ｆ 外方部材のインナー側の端部外周面
３ 転動体
４ ハブ輪
４ａ、５ａ 内側転走面
４ｂ 小径段部
４ｃ 加締部
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 保持器
８ シール
９ ナックル
１０ 芯金
１１ シール部材
１１ａ サイドリップ
１１ｂ ダストリップ
１１ｃ グリースリップ
１２ パルサリング
１３ 支持環
１３ａ 円筒部
１３ｂ 立板部
１４ 磁気エンコーダ
１５ 内側キャップ
１５ａ、１６ａ 嵌合部
１５ｂ 縮径部
１５ｃ 円板部
１５ｄ 屈曲部
１５ｅ 底部
１６ 外側キャップ
１６ｂ 鍔部
１６ｃ 底部
１７ 嵌挿孔
１８ 弾性部材
１８ａ 環状突起
１９ 内側嵌合面
１９ａ 段差
２０ 外側嵌合面
２１ 回転速度センサ
２２ 穿孔
２３ 固定ナット
２４ 取付部材
２５ 取付ボルト
２６ ドレーン
２７ 膨出部
２８ 外方部材の端部内周面
２９ 総型砥石
３０ シュー
３１ バッキングプレート
３２ クイル
５１ 外方部材
５１ａ 外側転走面
５２ ボール
５３ ハブ輪
５３ａ 小径段部
５４ 内輪
５４ａ 内側転走面
５５ 保持器
５６ 加締部
５７ カバー
５８ 底板部
５８ａ 平板部
５８ｂ 膨出部
５９ 円筒部
６０ 突き当て部
６１ シール材
６２ 磁気エンコーダ
６３ センサ
６４ センサ保持板
６５ 底板部
６６ 嵌合筒部
６７ 通孔
６８ 取付孔
６９ ナット
７０ 空間
７１ ボルト
７２ 取付フランジ
７３ 内部空間
Ｌ 膨出部の底部からの突出量
ｔ１ 内側キャップの板厚
ｔ２ 外側キャップの板厚
α 端部内周面の傾斜角
Claims (8)
- 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、径方向外方部に回転速度センサが装着される鋼板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を備え、
前記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る車輪用軸受装置において、
前記外方部材のインナー側の端部内周にカップ状の内側キャップが所定のシメシロを介して圧入され、この内側キャップが非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼板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を備え、
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、当該内側キャップを介して前記パルサリングに対向配置されると共に、
前記内側キャップのインナー側の前記外方部材の端部内周に前記センサキャップが所定のシメシロを介して圧入されていることを特徴とする車輪用軸受装置。 - 前記外方部材の端部内周に内側嵌合面が形成され、この内側嵌合面のインナー側に段差を介して外側嵌合面が形成され、この外側嵌合面に前記センサキャップが圧入されると共に、前記内側嵌合面に内側キャップが圧入されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
- 前記内側嵌合面と外側嵌合面が、総型砥石によって前記複列の外側転走面と同時研削されている請求項２に記載の車輪用軸受装置。
- 前記センサキャップが、前記外方部材のインナー側の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向外方に重合して延び、前記外方部材のインナー側の端面に密着する鍔部と、この鍔部から前記外方部材のインナー側の開口部を閉塞する底部とを備え、この底部の前記パルサリングに対応する水平位置に嵌挿孔が形成され、この嵌挿孔に前記回転速度センサが装着されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
- 前記外側嵌合面の深さが前記センサキャップの板厚よりも深くなるように設定されている請求項２または３に記載の車輪用軸受装置。
- 前記センサキャップにカチオン電着塗装からなる防錆皮膜が形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
- 前記センサキャップの底部の径方向外方の路面に近い側に、当該底部からインナー側に所定の寸法だけ突出して膨出部が形成され、この膨出部に径方向に貫通するドレーンが形成されている請求項１乃至６いずれかに記載の車輪用軸受装置。
- 前記内側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内側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に記載の車輪用軸受装置。
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