JP2014190464A

JP2014190464A - 車輪用軸受装置

Info

Publication number: JP2014190464A
Application number: JP2013067581A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Mitsuishi; 理満石; Makoto Seki; 誠関
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2014-10-06

Abstract

【課題】保護カバーと周辺部品・部位とのクリアランスを最適化して密封性を確保し、回転速度検出の精度と信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】外方部材２の端部内周に肩部２ｄを介して嵌合面１７が形成され、この嵌合面１７に保護カバー１０の嵌合部１０ａが圧入され、この保護カバー１０の嵌合部１０ａの開口端部と外方部材２の肩部２ｄとの間に距離Ａをもって位置決め固定され、支持環１３の円筒部１３ａの開口端部と転動体３との間に距離Ｃをもって位置決め固定されると共に、保護カバー１０の底部１０ｅと加締部７の端面が所定の距離Ｂになるように設定され、距離Ａ、Ｃが距離Ｂよりも大きく（Ａ、Ｃ＞Ｂ）なるように、かつ距離Ｃが距離Ａよりも大きく（Ｃ＞Ａ）なるように設定されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承すると共に、軸受内部を密封する保護カバーが装着された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、車輪の回転速度を検出し、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）を制御する回転速度検出装置が軸受内部に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ている。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。

このような車輪用軸受装置の一例として図９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、外方部材５０と内方部材５１と、これら外方部材５０と内方部材５１との間に収容される複数のボール５２とを備えている。内方部材５１は、ハブ輪５３と、このハブ輪５３に圧入された内輪５４とからなる。

外方部材５０は、外周に懸架装置を構成するナックル（図示せず）に固定される車体取付フランジ５０ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面５０ａ、５０ａが一体に形成されている。

ハブ輪５３は、一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５５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小径段部５３ｂが形成されている。内輪５４は、外周に内側転走面５４ａが形成され、小径段部５３ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部５３ｃによって軸方向に固定されている。

外方部材５０の外端部にはシールリング５６が内嵌固定され、このシールリング５６のリップは車輪取付フランジ５５の基部５５ａに摺接されている。一方、内輪５４の内端部外周面にはエンコーダ５７が外嵌固定されている。このエンコーダ５７は、断面Ｌ字形に形成された支持環５８と、この支持環５８の側面に全周に亙って添着支持されたエンコーダ本体５９とからなる。このエンコーダ本体５９は、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが等間隔ピッチに着磁されている。

外方部材５０の内端開口部はカバー６０によって塞がれている。このカバー６０は、非磁性体のステンレス鋼板、アルミニウム合金板、高機能樹脂等の非磁性の板材から形成され、外周縁部に外方部材５０の内周面に圧入して固定される外周円筒部６１と、エンコーダ本体５９と対向する環状平坦部６２と、内方部材５１の端部を覆う底面部６３とを一体に備えている。このカバー６０は、所定の形状に形成した後、脱磁処理を行い、残留磁気を好ましくは３ガウス以下にされている。

エンコーダ５７を構成するエンコーダ本体５９の側面は、カバー６０に近接対向して配置されると共に、センサ６４の検出部は、カバー６０の側面に近接もしくは当接され、検出部とエンコーダ本体５９とはカバー６０を介して近接対向されている。これにより、カバー６０の存在により、センサ６４とエンコーダ５７との間に、水や鉄粉、磁気を帯びた破片等が入り込むのを防止してエンコーダ５７の損傷が防止できると共に、エンコーダ本体５９の規則的、周期的な磁気特性変化を乱したり劣化させたりするのを防止することができる（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００７−２１８４２６号公報

然しながら、こうした従来の車輪用軸受装置では、エンコーダ５７がカバー６０に近接対向して配置され、センサ６４の検出部がカバー６０の側面に近接もしくは当接され、検出部とエンコーダ本体５９とはカバー６０を介して近接対向されているため、トルク低減や密封性の面で従来のシールタイプのものより優れているが、カバー６０を介してエンコーダ５７の情報を読み取るため、エアギャップが増加するという課題があった。

そこで、エアギャップを小さくするためには、カバー６０とエンコーダ５７との距離、およびカバー６０とセンサ６４の検出部との距離を可能な限り近接させて位置設定する必要がある。このため、車両取付時等にカバー６０に過大荷重や衝撃荷重が負荷された場合、カバー６０が押し込まれてエンコーダ５７に衝突する恐れがある。

また、カバー６０が外方部材５０の端部内周の段部に突き当てられて位置決め固定されている場合、過大荷重や衝撃荷重が負荷された時、カバー６０が塑性変形し、気密性が低下するだけでなく、エンコーダ５７が押し込まれて軸受側のボール５２に当接して損傷する恐れがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、保護カバーと周辺部品・部位とのクリアランスを最適化して密封性を確保し、回転速度検出の精度と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している。

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、外周に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、この内方部材と前記外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、を備え、前記ハブ輪の小径段部の端部を塑性変形させて形成した加締部により前記内輪が前記ハブ輪に対して軸方向に固定されると共に、前記外方部材のインナー側の端部に嵌合され、カップ状に形成された非磁性の保護カバーを介して前記回転速度センサが前記磁気エンコーダ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、前記外方部材の端部内周に肩部を介して嵌合面が形成され、この嵌合面に前記保護カバーの嵌合部が圧入され、この保護カバーの嵌合部の開口端部と前記外方部材の肩部との間に距離Ａをもって位置決め固定されると共に、前記保護カバーの底部と前記加締部の端面が距離Ｂになるように設定され、前記距離Ａが前記距離Ｂよりも大きく（Ａ＞Ｂ）なるように設定されている。

このように、内輪に外嵌された磁気エンコーダを備え、ハブ輪の小径段部の端部を塑性変形させて形成した加締部により内輪がハブ輪に対して軸方向に固定されると共に、外方部材のインナー側の端部に嵌合され、カップ状に形成された非磁性の保護カバーを介して回転速度センサが磁気エンコーダ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、外方部材の端部内周に肩部を介して嵌合面が形成され、この嵌合面に保護カバーの嵌合部が圧入され、この保護カバーの嵌合部の開口端部と外方部材の肩部との間に距離Ａをもって位置決め固定されると共に、保護カバーの底部と加締部の端面が距離Ｂになるように設定され、距離Ａが距離Ｂよりも大きく（Ａ＞Ｂ）なるように設定されているので、保護カバーが軸方向に押されても加締部に先に接触し、これ以上押し込まれることがなく、嵌合部の開口端部と外方部材の肩部との間にすきまが存在し、余程の大荷重が入力されない限り、保護カバーの嵌合部の変形を抑制することができる。したがって、保護カバーが塑性変形して気密性が低下するのを防止し、密封性を確保して回転速度検出の精度と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。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記内輪に断面Ｌ字形に形成された支持環が外嵌され、この支持環が前記内輪の外径に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部とを備え、この立板部のインナー側の側面に前記磁気エンコーダが一体に接合されると共に、前記支持環の円筒部の開口端部と前記転動体との間に所定の距離Ｃをもって位置決め固定され、この距離Ｃが前記保護カバーと加締部の距離Ｂよりも大きく（Ｃ＞Ｂ）なるように設定されていれば、保護カバーが加締部に接触してもなお、支持環の円筒部の開口端部と転動体との間にすきまが存在し、車両取付時等に保護カバーに過大荷重や衝撃荷重が負荷され、保護カバーが押し込まれて支持環がアウター側に移動しても、支持環が転動体に衝突して損傷するのを防止することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記保護カバーに複数の屈曲部が形成されていれば、段付き形状によって保護カバーの剛性が高くなり、圧入時における変形や軸受大荷重入力時の変形を抑えることができると共に、長期間に亘って耐久性を向上させることができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記保護カバーの底部の中央部にアウター側に凹む円形の凹部または同心円からなるヒダで構成されたダイヤフラム部が形成されていれば、保護カバーの剛性を高めると共に、衝撃を吸収して耐久性を向上させることができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記保護カバーの嵌合部と前記外方部材の嵌合面との間に接着剤が介在されていれば、長期間に亘って保護カバーの固定を維持すると共に、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することができ、気密性を向上させることができる。

また、請求項６に記載の発明のように、前記保護カバーの嵌合部と遮蔽部との間に縮径部が形成され、この縮径部の外周面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嵌合部の外径より径方向外方に突出し、前記外方部材の嵌合面に弾性変形して圧着される環状突起を備え、当該弾性部材が前記遮蔽部のインナーの側面にまで所定の厚さで均一に接合されていれば、エアギャップを増大することなく、回転速度センサが当接しても傷付きを防止することができると共に、緩衝材として機能し、過大荷重が負荷されても保護カバーが押し込まれるのを抑制することができる。

また、請求項７に記載の発明のように、前記保護カバーが、前記外方部材のインナー側の端面から所定の寸法Ｄだけ凹ませて位置決め固定されていれば、保護カバーに直接治具等が衝突して過大荷重が負荷されるのを防止することができ、保護カバーが塑性変形するのを抑制することができる。

また、請求項８に記載の発明のように、前記弾性部材の環状突起のインナー側の端縁から前記外方部材の面取り部の角部までの距離が０．１ｍｍ以上に設定されていれば、弾性部材の嵌合面が外方部材の面取り部に懸かるのを防止し、保護カバーの嵌合部の気密性を一層高めることができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、外周に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、この内方部材と前記外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、を備え、前記ハブ輪の小径段部の端部を塑性変形させて形成した加締部により前記内輪が前記ハブ輪に対して軸方向に固定されると共に、前記外方部材のインナー側の端部に嵌合され、カップ状に形成された非磁性の保護カバーを介して前記回転速度センサが前記磁気エンコーダ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、前記外方部材の端部内周に肩部を介して嵌合面が形成され、この嵌合面に前記保護カバーの嵌合部が圧入され、この保護カバーの嵌合部の開口端部と前記外方部材の肩部との間に距離Ａをもって位置決め固定されると共に、前記保護カバーの底部と前記加締部の端面が距離Ｂになるように設定され、前記距離Ａが前記距離Ｂよりも大きく（Ａ＞Ｂ）なるように設定されているので、保護カバーが軸方向に押されても加締部に先に接触し、これ以上押し込まれることがなく、嵌合部の開口端部と外方部材の肩部との間にすきまが存在し、余程の大荷重が入力されない限り、保護カバーの嵌合部の変形を抑制することができる。したがって、保護カバーが塑性変形して気密性が低下するのを防止し、密封性を確保して回転速度検出の精度と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。

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である。図１の保護カバー単体を示す縦断面図である。図１の検出部を示す要部拡大図である。図２の保護カバーの変形例を示す縦断面図である。図３の変形例を示す要部拡大図である。図３の他の変形例を示す要部拡大図である。同上、図３の他の変形例を示す要部拡大図である。同上、図３の他の変形例を示す要部拡大図である。従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。

外周に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、前記内輪に断面Ｌ字形に形成された支持環が外嵌され、この支持環が前記内輪の外径に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部からなり、この立板部のインナー側の側面に一体に接合された磁気エンコーダと、を備え、前記ハブ輪の小径段部の端部を塑性変形させて形成した加締部により前記内輪が前記ハブ輪に対して軸方向に固定されると共に、前記外方部材のインナー側の端部に嵌合され、カップ状に形成された非磁性の保護カバーを介して前記回転速度センサが前記磁気エンコーダ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、前記外方部材の端部内周に肩部を介して嵌合面が形成され、この嵌合面に前記保護カバーの嵌合部が圧入され、この保護カバーの嵌合部の開口端部と前記外方部材の肩部との間に距離Ａをもって位置決め固定され、前記支持環の円筒部の開口端部と前記転動体との間に距離Ｃをもって位置決め固定されると共に、前記保護カバーの底部と前記加締部の端面が所定の距離Ｂになるように設定され、前記距離Ａ、Ｃが前記距離Ｂよりも大きく（Ａ、Ｃ＞Ｂ）なるように、かつ前記距離Ｃが前記距離Ａよりも大きく（Ｃ＞Ａ）なるように設定されている。

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の保護カバー単体を示す縦断面図、図３は、図１の検出部を示す要部拡大図、図４は、図２の保護カバーの変形例を示す縦断面図、図５は、図３の変形例を示す要部拡大図、図６〜８は、図３の他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。

この車輪用軸受装置は第３世代と称される従動輪用であって、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。

外方部材２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、外周にナックル（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ２ｃを一体に有し、内周に複列の外側転走面２ａ、２ｂが一体に形成されている。そして、少なくともこれら複列の外側転走面２ａ、２ｂは、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。

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、この車輪取付フランジ６の円周等配位置にハブボルト６ａが植設されている。また、外周にアウター側の外側転走面２ａに対向する内側転走面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。一方、内輪５は外周にインナー側の外側転走面２ｂに対向する内側転走面５ａが形成され、ハブ輪４の小径段部４ｂに所定のシメシロを介して圧入されている。そして、ハブ輪４の小径段部４ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部７によって所定の軸受予圧が付与された状態で内輪５が軸方向に固定されている。

外方部材２の複列の外側転走面２ａ、２ｂと、これらに対向する複列の内側転走面４ａ、５ａ間には複列の転動体３、３がそれぞれ収容され、保持器８ａ、８ｂによって転動自在に保持されている。また、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開口部のうちアウター側の開口部にはシール９が装着されると共に、インナー側の開口部には磁気エンコーダ１４と保護カバー１０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。

ハブ輪４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、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の範囲に硬化処理が施されている。なお、加締部７は鍛造加工後の表面硬さのままの未焼入れ部とされている。これにより、加締加工が容易となり、加工時の微小クラックの発生を防止すると共に、シール９のシールランド部となる基部６ｂの耐摩耗性が向上するばかりでなく、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、ハブ輪４の耐久性が向上する。なお、内輪５および転動体３はＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。

シール９は、冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて形成された芯金１１と、この芯金１１に一体に加硫接着されたシール部材１２とからなる。このシール部材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延び、円弧状に形成された車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂに所定の軸方向シメシロを介して摺接するサイドリップ１２ａとダストリップ１２ｂ、および軸受内方側に傾斜して延び、基部６ｂに所定の径方向シメシロを介して摺接するグリースリップ１２ｃとを一体に備えている。なお、シール部材１２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。

本実施形態では、アウター側の転動体３のピッチ円直径ＰＣＤｏがインナー側の転動体３のピッチ円直径ＰＣＤｉよりも大径に設定されている。そして、複列の転動体３、３のサイズは同じであるが、ピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉの違いにより、アウター側の転動体３の個数Ｚｏがインナー側の転動体３の個数Ｚｉよりも多く設定されている（Ｚｏ＞Ｚｉ）。これにより、有効に軸受スペースを活用して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。

ピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉの違いに伴い、ハブ輪４の内側転走面４ａは内輪５の内側転走面５ａよりも拡径して形成されると共に、ハブ輪４のアウター側の端部にはすり鉢状の凹所４ｃが形成されている。この凹所４ｃの深さは、アウター側の端面から内側転走面４ａの溝底位置近傍から肩部４ｄ付近までの深さとされ、ハブ輪４のアウター側の端部が略均一な肉厚となっている。これにより、装置の軽量・コンパクト化と高剛性化という、相反する課題を解決することができる。

なお、ここでは、転動体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、転動体３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。また、ハブ輪４に直接内側転走面４ａが形成された第３世代構造に限らず、図示はしないが、ハブ輪の小径段部に一対の内輪が圧入された第２世代構造であっても良い。

内輪５には断面Ｌ字形に形成された支持環１３が外嵌されている。この支持環１３は、内輪５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、立板部１３ｂのインナー側の側面に磁気エンコーダ１４が加硫接着によって一体に接合されている。この磁気エンコーダ１４は、合成ゴム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。

また、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て形成されている。これにより、磁気エンコーダ１４の磁気出力が強くなり安定した検出精度を確保することができる。

外方部材２のインナー側の端部に装着された保護カバー１０は、非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）からプレス加工にてカップ状に形成されている。この保護カバー１０は、図２に拡大して示すように、外方部材（図示せず）の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部１０ａと、この嵌合部１０ａから縮径部１０ｂを介して径方向内方に延びる円板状の遮蔽部１０ｃと、この遮蔽部１０ｃから屈曲部１０ｄを介して内方部材（図示せず）のインナー側の端部を塞ぐ底部１０ｅと、この底部１０ｅの中央部にアウター側に凹む円形の凹部（屈曲部）１０ｆを備えている。

また、縮径部１０ｂの外周面にはＮＢＲ等の合成ゴムからなる弾性部材１６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１６は、図３に示すように、保護カバー１０の遮蔽部１０ｃの側面からインナー側に突出して後述する回転速度センサ１５に干渉しないように接合され、嵌合部１０ａの外径より径方向外方に突出する環状突起１６ａを備えている。そして、弾性部材１６の環状突起１６ａが保護カバー１０の嵌合時に外方部材２の嵌合面１７に弾性変形して圧着され、嵌合部１０ａの気密性を高めている。

回転速度センサ１５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１５は保護カバー１０の遮蔽部１０ｃに近接または当接され、回転速度センサ１５と磁気エンコーダ１４とは保護カバー１０を介して所定のエアギャップ（軸方向すきま）で対向配置されている。こうした段付き形状によって保護カバー１０の剛性が高くなり、圧入時における変形や軸受大荷重入力時の変形を抑えることができると共に、耐食性に優れ、長期間に亘って耐久性を向上させることができる。

ここで、外方部材２の端部内周に肩部２ｄを介して嵌合面１７が形成されているが、保護カバー１０をこの嵌合面１７に圧入する際、嵌合部１０ａの開口端部が外方部材２の肩部２ｄに衝合させて位置決め固定するのではなく、遮蔽部１０ｃのインナー側の側面が外方部材２のインナー側の端面２ｅに略面一になるまで圧入治具（図示せず）によって圧入され、嵌合部１０ａの開口端部と外方部材２の肩部２ｄとの間に所定の距離Ａをもって位置決め固定されている。なお、ここで言う「略面一」とは、例えば、設計の狙い値であって実質的に段差がない状態、すなわち、圧入誤差等によって生じる段差は当然許容されるべきものである。

また、保護カバー１０の底部１０ｅと加締部７の端面が所定の距離Ｂになるように設定されている。そして、嵌合部１０ａの開口端部と外方部材２の肩部２ｄとの距離Ａが、この底部１０ｅと加締部７の端面との距離Ｂよりも大きくなるように設定されている（Ａ＞Ｂ）。こうした距離Ａ、Ｂの設定により、保護カバー１０が軸方向に押されても加締部７に先に接触し、これ以上押し込まれることがなく、嵌合部１０ａの開口端部と外方部材２の肩部２ｄとの間にすきまが存在し、余程の大荷重が入力されない限り、保護カバー１０の嵌合部１０ａの変形を抑制することができる。もし、Ａ＜Ｂとすると、保護カバー１０と外方部材２の嵌合部が先ず接触し、そこに荷重が入力されると、外方部材２の研削段差に保護カバー１０が乗り上げ、気密性が低下する。したがって、保護カバー１０が塑性変形して気密性が低下するのを防止し、密封性を確保して回転速度検出の精度と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。

さらに、本実施形態では、内輪５の外径に支持環１３が圧入されているが、この支持環１３の円筒部１３ａの開口端部とインナー側の転動体３との間に所定の距離Ｃをもって位置決め固定されている。そして、この距離Ｃが、保護カバー１０の底部１０ｅと加締部７の端面との距離Ｂよりも大きくなるように設定されている（Ｃ＞Ｂ）。こうした距離Ｃ、Ｂ設定により、保護カバー１０が加締部７に接触してもなお、支持環１３の円筒部１３ａの開口端部と転動体３との間にすきまが存在し、車両取付時等に保護カバー１０に過大荷重や衝撃荷重が負荷され、保護カバー１０が押し込まれて支持環１３がアウター側に移動しても、支持環１３が転動体３に衝突して損傷するのを防止することができる。

なお、ここでは、支持環１３の円筒部１３ａの開口端部とインナー側の転動体３との距離Ｃは、嵌合部１０ａの開口端部と外方部材２の肩部２ｄとの距離Ａよりも大きくなるように設定されている。これにより、車両取付時等に保護カバー１０に過大荷重や衝撃荷重が負荷されアウター側に押し込まれたとしても、保護カバー１０が外方部材２の肩部２ｄに先に当接し、最小限ＡＢＳ不良だけに止めることができ、信頼性を向上させることができる。

図４は、前述した保護カバー１０の変形例を示している。この保護カバー１８は、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てカップ状に形成され、保護カバー１０と同様、外方部材（図示せず）の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部１０ａと、この嵌合部１０ａから縮径部１０ｂを介して径方向内方に延びる円板状の遮蔽部１０ｃと、この遮蔽部１０ｃから屈曲部１０ｄを介して内方部材（図示せず）のインナー側の端部を塞ぐ底部１０ｅとを備えている。そして、この底部１０ｅの中央部に同心円からなるヒダで構成されたダイヤフラム部１８ａが形成されている。これにより、保護カバー１８の剛性を高めると共に、衝撃を吸収して耐久性を向上させることができる。

次に保護カバーの変形例を示す。図５に示す保護カバー１９は、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てカップ状に形成され、保護カバー１０と同様、外方部材２の嵌合面１７に圧入される円筒状の嵌合部１０ａと、この嵌合部１０ａから縮径部１０ｂを介して径方向内方に延びる円板状の遮蔽部１０ｃと、この遮蔽部１０ｃから屈曲部１０ｄを介して内方部材１のインナー側の端部を塞ぐ底部１０ｅと、この底部１０ｅの中央部にアウター側に凹む円形の凹部１０ｆを備えている。そして、縮径部１０ｂに弾性部材１６が接合される代わりに嵌合部１０ａに接着剤２０が塗布された状態で外方部材２に圧入されている。

保護カバー１９に塗布される接着剤としては、エポキシ樹脂系をはじめフェノール樹脂系、あるいは、ポリウレタン系やポリエチレン系等を例示することができる。液状シール剤は液状ガスケットとも称され、具体的には、変性エステル樹脂を主成分としたペースト状の不乾性で、剥離することなく嵌合部を閉塞することができる（商品名；スリーボンド１１２１）。また、この液状シール剤は粘着性をも有するため、長期間に亘って保護カバー１９の固定を維持すると共に、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することができ、気密性を向上させることができる。なお、液状シール剤としては、変性エステル樹脂を主成分としたもの以外に、例えば、フェノール系、アクリル系、あるいはシリコン系樹脂を主成分としたものであっても良い。

図６に示す保護カバー２１は、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てカップ状に形成され、保護カバー１０と同様、外方部材２の嵌合面１７に圧入される円筒状の嵌合部１０ａと、この嵌合部１０ａから縮径部１０ｂを介して径方向内方に延びる円板状の遮蔽部２１ａと、この遮蔽部２１ａから屈曲部１０ｄを介して内方部材１のインナー側の端部を塞ぐ底部１０ｅと、この底部１０ｅの中央部にアウター側に凹む円形の凹部１０ｆを備えている。遮蔽部２１ａは板厚が他の部位よりも薄く設定されている。そして、縮径部１０ｂの外周面にＮＢＲ等の合成ゴムからなる弾性部材２２が加硫接着によって一体に接合され、嵌合部１０ａの外径より径方向外方に突出する環状突起１６ａを備えている。この弾性部材２２は、保護カバー２１の遮蔽部２１ａのインナーの側面にまで所定の厚さで均一に接合されている。これにより、エアギャップを増大することなく、回転速度センサ（図示せず）が当接しても傷付きを防止することができると共に、緩衝材として機能し、過大荷重が負荷されても保護カバー２１が押し込まれるのを抑制することができる。

図７に示す保護カバー２３は、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てカップ状に形成され、外方部材２の嵌合面１７に圧入される円筒状の嵌合部２３ａと、この嵌合部２３ａから縮径部１０ｂを介して径方向内方に延びる円板状の遮蔽部１０ｃと、この遮蔽部１０ｃから屈曲部１０ｄを介して内方部材１のインナー側の端部を塞ぐ底部１０ｅと、この底部１０ｅの中央部にアウター側に凹む円形の凹部１０ｆを備えている。そして、縮径部１０ｂの外周面にＮＢＲ等の合成ゴムからなる弾性部材１６が加硫接着によって一体に接合され、嵌合部１０ａの外径より径方向外方に突出する環状突起１６ａを備えている。この保護カバー２３の遮蔽部１０ｃのインナー側の側面は、前述した保護カバー１０と異なり、外方部材２のインナー側の端面２ｅと面一ではなく、所定の寸法Ｄだけ凹ませて位置決め固定されている。これにより、保護カバー２３に直接治具等が衝突して過大荷重が負荷されるのを防止することができ、保護カバー２３が塑性変形するのを抑制することができる。ここで、凹み量Ｄは、保護カバー２３の板厚程度、具体的には０．３〜１．２ｍｍの範囲に設定されている。

図８に示す保護カバー２４は、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てカップ状に形成され、保護カバー１０と同様、外方部材２の嵌合面１７に圧入される円筒状の嵌合部１０ａと、この嵌合部１０ａから縮径部１０ｂを介して径方向内方に延びる円板状の遮蔽部１０ｃと、この遮蔽部１０ｃから屈曲部１０ｄを介して内方部材１のインナー側の端部を塞ぐ底部１０ｅと、この底部１０ｅの中央部にアウター側に凹む円形の凹部１０ｆを備えている。そして、縮径部１０ｂの外周面にＮＢＲ等の合成ゴムからなる弾性部材２５が加硫接着によって一体に接合され、嵌合部１０ａの外径より径方向外方に突出する環状突起１６ａを備えている。この弾性部材２５の嵌合幅Ｅ、具体的には、環状突起１６ａのインナー側の端縁から外方部材２の面取り部２ｆの角部までの距離Ｅが０．１ｍｍ以上に設定されている。これにより、弾性部材２５の嵌合面が外方部材２の面取り部２ｆに懸かるのを防止し、保護カバー２４の嵌合部１０ａの気密性を一層高めることができる。

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、加締タイプの第２世代または第３世代構造の従動輪側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、２ｂ外側転走面
２ｃ車体取付フランジ
２ｄ外方部材の肩部
２ｅ外方部材のインナー側の端面
３転動体
４ハブ輪
４ａ、５ａ内側転走面
４ｂ小径段部
４ｃ凹所
４ｄハブ輪の肩部
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加締部
８ａ、８ｂ保持器
９シール
１０、１８、１９、２１、２３、２４保護カバー
１０ａ、２３ａ嵌合部
１０ｂ縮径部
１０ｃ、２１ａ遮蔽部
１０ｄ屈曲部
１０ｅ底部
１０ｆ凹部
１１芯金
１２シール部材
１２ａサイドリップ
１２ｂダストリップ
１２ｃグリースリップ
１３支持環
１３ａ円筒部
１３ｂ立板部
１４磁気エンコーダ
１５回転速度センサ
１６、２２、２５弾性部材
１６ａ環状突起
１７外方部材の嵌合面
１８ａダイヤフラム部
２０接着剤
５０外方部材
５０ａ外側転走面
５０ｂ車体取付フランジ
５１内方部材
５２ボール
５３ハブ輪
５３ａ、５４ａ内側転走面
５３ｂ小径段部
５３ｃ加締部
５４内輪
５５車輪取付フランジ
５５ａ基部
５６シールリング
５７エンコーダ
５８支持環
５９エンコーダ本体
６０カバー
６１外周円筒部
６２環状平坦部
６３底面部
６４センサ
Ａ保護カバーの嵌合部の端部と外方部材の肩部との距離
Ｂ保護カバーの底部と加締部の端面との距離
Ｃ支持環の円筒部の端部と転動体との距離
Ｄ保護カバーの遮蔽部の外方部材の端面からの凹み量
Ｅ弾性部材の嵌合幅

Claims

外周に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、
この内方部材と前記外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、を備え、
前記ハブ輪の小径段部の端部を塑性変形させて形成した加締部により前記内輪が前記ハブ輪に対して軸方向に固定されると共に、
前記外方部材のインナー側の端部に嵌合され、カップ状に形成された非磁性の保護カバーを介して前記回転速度センサが前記磁気エンコーダ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、
前記外方部材の端部内周に肩部を介して嵌合面が形成され、この嵌合面に前記保護カバーの嵌合部が圧入され、この保護カバーの嵌合部の開口端部と前記外方部材の肩部との間に距離Ａをもって位置決め固定されると共に、
前記保護カバーの底部と前記加締部の端面が距離Ｂになるように設定され、前記距離Ａが前記距離Ｂよりも大きく（Ａ＞Ｂ）なるように設定されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
前記内輪に断面Ｌ字形に形成された支持環が外嵌され、この支持環が前記内輪の外径に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部とを備え、この立板部のインナー側の側面に前記磁気エンコーダが一体に接合されると共に、前記支持環の円筒部の開口端部と前記転動体との間に所定の距離Ｃをもって位置決め固定され、この距離Ｃが前記保護カバーと加締部との距離Ｂよりも大きく（Ｃ＞Ｂ）なるように設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
前記保護カバーに複数の屈曲部が形成されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
前記保護カバーの底部の中央部にアウター側に凹む円形の凹部または同心円からなるヒダで構成されたダイヤフラム部が形成されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
前記保護カバーの嵌合部と前記外方部材の嵌合面との間に接着剤が介在されている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
前記保護カバーの嵌合部と遮蔽部との間に縮径部が形成され、この縮径部の外周面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嵌合部の外径より径方向外方に突出し、前記外方部材の嵌合面に弾性変形して圧着される環状突起を備え、当該弾性部材が前記遮蔽部のインナーの側面にまで所定の厚さで均一に接合されている請求項１乃至５いずれかに記載の車輪用軸受装置。
前記保護カバーが、前記外方部材のインナー側の端面から所定の寸法Ｄだけ凹ませて位置決め固定されている請求項１乃至６いずれかに記載の車輪用軸受装置。
前記弾性部材の環状突起のインナー側の端縁から前記外方部材の面取り部の角部までの距離が０．１ｍｍ以上に設定されている請求項７に記載の車輪用軸受装置。