JP2016078512A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量・コンパクト化においても磁気エンコーダの磁力を確保すると共に、高剛性で長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】ナックル１６と嵌合する外方部材２の嵌合面２ｄが、軸方向でインナー側の転動体３の位置よりインナー側に配設され、キャップ１０が、外方部材２の嵌合面２ｄに圧入される円筒状の嵌合部１０ａと、嵌合部１０ａから径方向内方に延びる円板状の遮蔽部１０ｂと、遮蔽部１０ｂからインナー側に突出する屈曲部１０ｃを介して内方部材１のインナー側の端部を覆う底部１０ｄとを備えると共に、キャップ１０の遮蔽部１０ｂと外方部材２の端面２ｅとの間に環状空間Ｓが形成され、この環状空間Ｓに支持環１４の立板部１４ｂが配設されて外方部材２の端面２ｅと支持環１４の立板部１４ｂおよびキャップ１０との間に屈曲した環状のすきまが形成され、ラビリンスシールが構成されている。
【選択図】図２

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、軽量・コンパクト化においても磁気エンコーダの磁力を確保すると共に、高剛性で長寿命化を図った車輪用軸受装置に関するものである。

自動車の懸架装置に対して車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置は、低コスト化は言うまでもなく、燃費向上のための軽量・コンパクト化が進んでいる。これらの車輪用軸受装置は、ハブ輪と複列の転がり軸受とがユニット化して構成されており、その代表的なものとして、図５に示す車輪用軸受装置が知られている。

内輪５０の外径には、強磁性体の鋼板からプレス加工によってＬ字状に、全体として円環状に形成された支持環５１と、この支持環５１に一体に接合された磁気エンコーダ５２とからなるパルサリング５３が圧入されている。支持環５１は、内輪５０の外径面５０ａに圧入される円筒状の嵌合部５１ａと、この嵌合部５１ａから径方向外方に延びる立板部５１ｂとを備えている。そして、この立板部５１ｂの側面に磁気エンコーダ５２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５２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。

外方部材５４の端部内周にキャップ５５が圧入され、外方部材５４の開口部を閉塞している。このキャップ５５は、外方部材５４の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部５５ａと、この嵌合部５５ａから径方向内方に延び、磁気エンコーダ５２に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板状の遮蔽部５５ｂと、この遮蔽部５５ｂから屈曲部５５ｃを介して内方部材の端部を覆う底部５５ｄとを備えている。

回転速度センサ５６の検出部は、キャップ５５の遮蔽部５５ｂに近接または当接され、検出部と磁気エンコーダ５２とはキャップ５５を介して所定のエアギャップで対向配置されている。キャップ５５の嵌合部５５ａは、外方部材５４の端部内周に形成された嵌合面５４ａに金属嵌合される円筒部５７と、この円筒部５７から軸方向に傾斜して延びるテーパ状の縮径部５８で構成されている。そして、縮径部５８に合成ゴムからなる弾性部材５９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５９は、キャップ５５の遮蔽部５５ｂの側面から突出しないように形成され、円筒部５７の外径より径方向外方に突出する環状突起５９ａを備えている。この環状突起５９ａがキャップ５５の嵌合時に外方部材５４の端部内周に弾性変形して圧着され、嵌合部５５ａの気密性を高めている。

嵌合部５５ａの円筒部５７の端部５７ａに段差δがプレス加工によって形成され、その外径ｄ１が外方部材５４の嵌合面５４ａの内径ｄ０よりも小径（ｄ１＜ｄ０）に設定されている。これにより、キャップ５５を外方部材５４に圧入する際、キャップ５５を芯合わせした状態でプリセットすることができ、キャップ５５圧入時の圧入傷やかじりの発生を防止して嵌合部の気密性の向上を図ると共に、圧入作業性の向上を図ることができる（例えば、特許文献１参照。）。

然しながら、この従来の車輪用軸受装置では、回転輪となる内輪５０に固定されるパルサリング５３と、固定輪となる外方部材５４に固定されるキャップ５５との干渉を避けるために一定量の径方向すきまを確保する必要がある。特に、小型車の場合、軸受も小型化されることから、回転速度センサ５６の検出部の径が小さくなり、磁気エンコーダ５２の磁力が低下する。この磁気エンコーダ５２の磁束密度を大きくするために、高磁力タイプの磁気エンコーダを用いることも可能であるが、これではコストアップとなるため好ましくない。

こうした課題を解決できるものとして図６に示す車輪用軸受装置が知られている。内輪６０の本体部６１の端部には、内輪６０と相対回転不能に断面Ｌ字状の支持部材６２が固定されている。支持部材６２は、内輪６０の回転軸線Ｏに垂直な取付面６２ａを有し、この取付面６２ａに磁気エンコーダ６３が固定されている。

カバー部材６４は、キャップ状であり、外輪６５の環状凹部６５ａに圧入された円筒部６４ａと、円筒部６４ａの軸方向一側の開口部の全体を覆うように形成された円板部６４ｂとを一体に有している。円板部６４ｂのセンサモジュール６６に対向する側の面には、導磁部材６７の第１の対向部６７ａを収容する一対の凹部６８が形成されている。

センサモジュール６６を構成するホールＩＣ６９とカバー部材６４との間に導磁部材６７が配置されているので、導磁部材６７によって磁気エンコーダ６３の磁界がホールＩＣ６９側に導かれ、導磁部材６７を有しない場合に比較して、ホールＩＣ６９のホール素子における磁界が強くなる。これにより、ホールＩＣ６９の検出部の径を大きくでき、磁気エンコーダ６３の磁力を確保できると共に、磁気エンコーダ６３が高速で回転した場合でも、磁気パルスのミスカウントを抑制することができ、回転速度の検出精度を高めることが可能となる（例えば、特許文献２参照。）。

特開２０１３−２８２４８号公報 特開２０１３−４７６３５号公報

この図６に示す車輪用軸受装置では、ナックル７０と外輪６５の嵌合する領域が、外輪６５の軸方向中央部からセンサモジュール６６までの範囲を占めているため、軽量・コンパクト化を図りつつ、複列のボール７１、７１のＰＣＤ（ピッチ円直径）を拡径して高剛性、長寿命を図るには限界があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、軽量・コンパクト化においても磁気エンコーダの磁力を確保すると共に、高剛性で長寿命化を図っ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に記載の発明は、外周にナックル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、前記外方部材のインナー側の端部に嵌着され、鋼板から形成されたキャップと、を備え、前記ハブ輪の小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって前記内輪が所定の軸受予圧が付与された状態で軸方向に固定されると共に、前記内輪にパルサリングが装着され、このパルサリングが、鋼板から断面がＬ字状に、全体として円環状に形成され、前記内輪の外径面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延びる立板部とからなる支持環と、この支持環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からなり、前記キャップを介して回転速度センサが前記磁気エンコーダに軸方向エアギャップにて対峙されている車輪用軸受装置において、前記ナックルと嵌合する前記外方部材の嵌合面が、軸方向で、前記複列の転動体のうちインナー側の転動体の位置よりインナー側に配設され、前記キャップが、前記外方部材の嵌合面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る円板状の遮蔽部と、この遮蔽部からインナー側に突出する屈曲部を介して前記内方部材のインナー側の端部を覆う底部と、を備えると共に、前記キャップの遮蔽部と前記外方部材のインナー側の端面との間に環状空間が形成され、この環状空間に前記パルサリングを構成する支持環の立板部が配設されている。

このように、第２または第３世代の車輪用軸受装置であって、外方部材のインナー側の端部に嵌着され、鋼板から形成されたキャップを備え、ハブ輪の小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって内輪が所定の軸受予圧が付与された状態で軸方向に固定されると共に、内輪にパルサリングが装着され、このパルサリングが、鋼板から断面がＬ字状に、全体として円環状に形成され、内輪の外径面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延びる立板部とからなる支持環と、この支持環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からなり、キャップを介して回転速度センサが磁気エンコーダに軸方向エアギャップにて対峙されている車輪用軸受装置において、ナックルと嵌合する外方部材の嵌合面が、軸方向で、複列の転動体のうちインナー側の転動体の位置よりインナー側に配設され、キャップが、外方部材の嵌合面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る円板状の遮蔽部と、この遮蔽部からインナー側に突出する屈曲部を介して内方部材のインナー側の端部を覆う底部と、を備えると共に、キャップの遮蔽部と外方部材のインナー側の端面との間に環状空間が形成され、この環状空間にパルサリングを構成する支持環の立板部が配設されているので、ナックルの内径に制約されず、軽量・コンパクト化を図りつつ、複列の転動体のそれぞれのピッチ円直径を拡径することができ、軸受剛性・強度を一層増大させることができると共に、支持環の立板部の外径を大きく設定することができ、その結果、この立板部に接合される磁気エンコーダのセンシング径が大きくなり、軸受周りの軽量・コンパクト化においても磁気エンコーダの磁力を確保することができる。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記外方部材のインナー側の端面と前記支持環の立板部および前記キャップとの間に屈曲した環状のすきまが形成されていれば、外方部材と支持環およびキャップとの間にラビリンスシールが形成され、インナー側のシールを設けなくても、軸受内部に充填されたグリースがキャップの遮蔽部を越えて底部に流出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、前記キャップの嵌合部の先端部の内径に面取り部が形成されていれば、キャップを外方部材の嵌合面に圧入する作業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、前記外方部材の嵌合面に環状溝が形成され、この環状溝に弾性部材が装着されると共に、この弾性部材の装着後の外径が前記嵌合面の外径よりも大径になるように設定されていれば、キャップの嵌合部と外方部材の嵌合面との嵌合部の気密性が向上すると共に、キャップの圧入代を小さく抑えても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することができ、キャップの圧入作業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、前記キャップの嵌合部の先端部に径方向外方に屈曲した鍔部がプレス加工によって形成されていれば、キャップを外方部材の嵌合面に圧入する作業性を向上させることができると共に、機械加工による面取り部が不要となり、加工コストを削減することができる。

また、請求項６に記載の発明のように、前記外方部材の嵌合面の端部に環状の逃げ溝が形成され、この逃げ溝内に前記キャップの鍔部が収容されると共に、前記逃げ溝と鍔部間に弾性部材が弾性装着されていれば、キャップの嵌合部と外方部材の嵌合面との嵌合部の気密性が向上すると共に、キャップの圧入代を小さく抑えても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することができ、キャップの圧入作業性を向上させることができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、外周にナックル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、前記外方部材のインナー側の端部に嵌着され、鋼板から形成されたキャップと、を備え、前記ハブ輪の小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって前記内輪が所定の軸受予圧が付与された状態で軸方向に固定されると共に、前記内輪にパルサリングが装着され、このパルサリングが、鋼板から断面がＬ字状に、全体として円環状に形成され、前記内輪の外径面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延びる立板部とからなる支持環と、この支持環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からなり、前記キャップを介して回転速度センサが前記磁気エンコーダに軸方向エアギャップにて対峙されている車輪用軸受装置において、前記ナックルと嵌合する前記外方部材の嵌合面が、軸方向で、前記複列の転動体のうちインナー側の転動体の位置よりインナー側に配設され、前記キャップが、前記外方部材の嵌合面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る円板状の遮蔽部と、この遮蔽部からインナー側に突出する屈曲部を介して前記内方部材のインナー側の端部を覆う底部と、を備えると共に、前記キャップの遮蔽部と前記外方部材のインナー側の端面との間に環状空間が形成され、この環状空間に前記パルサリングを構成する支持環の立板部が配設されているので、ナックルの内径に制約されず、軽量・コンパクト化を図りつつ、複列の転動体のそれぞれのピッチ円直径を拡径することができ、軸受剛性・強度を一層増大させることができると共に、支持環の立板部の外径を大きく設定することができ、その結果、この立板部に接合される磁気エンコーダのセンシング径が大きくなり、軸受周りの軽量・コンパクト化においても磁気エンコーダの磁力を確保することができる。

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。 （ａ）は、図１のキャップとパルサリングが装着された状態を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）のＡ部拡大図である。 図２の変形例を示す要部拡大図である。 （ａ）は、図２のキャップの変形例を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）のＢ部拡大図、（ｃ）は、（ｂ）の変形例を示す拡大図である。 従来の車輪用軸受装置を示す要部拡大図である。 他の従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。

外周にナックル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、前記外方部材のインナー側の端部に嵌着され、鋼板から形成されたカップ状のキャップと、を備え、前記ハブ輪の小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって前記内輪が所定の軸受予圧が付与された状態で軸方向に固定されると共に、前記内輪にパルサリングが装着され、このパルサリングが、鋼板から断面がＬ字状に、全体として円環状に形成され、前記内輪の外径面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延びる立板部とからなる支持環と、この支持環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からなり、前記キャップを介して回転速度センサが前記磁気エンコーダに軸方向エアギャップにて対峙されている車輪用軸受装置において、前記ナックルと嵌合する前記外方部材の嵌合面が、軸方向で、前記複列の転動体のうちインナー側の転動体の位置よりインナー側に配設され、前記キャップが、前記外方部材の嵌合面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る円板状の遮蔽部と、この遮蔽部からインナー側に突出する屈曲部を介して前記内方部材のインナー側の端部を覆う底部と、を備えると共に、前記キャップの遮蔽部と前記外方部材のインナー側の端面との間に環状空間が形成され、この環状空間に前記パルサリングを構成する支持環の立板部が配設されて前記外方部材のインナー側の端面と前記支持環の立板部および前記キャップとの間に屈曲した環状のすきまが形成され、ラビリンスシールが構成されている。

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（ａ）は、図１のキャップとパルサリングが装着された状態を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）のＡ部拡大図、図３は、図２の変形例を示す要部拡大図、図４（ａ）は、図２のキャップの変形例を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）のＢ部拡大図、（ｃ）は、（ｂ）の変形例を示す拡大図である。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。

図１に示す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と、これら内方部材１と外方部材２との間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に固定された別体の内輪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の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト６ａが植設されている。

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４ｃによって所定の軸受予圧が付与された状態で軸方向に固定されている。このようなセルフリテイン構造を採用することにより、従来のようにナット等で強固に緊締して予圧量を管理する必要がないため、車両への組込性を簡便にすることができると共に、かつ長期間その予圧量を維持することができる。

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９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、鍛造後の素材表面硬さ２５ＨＲＣ以下の未焼入れ部としている。また、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、内輪５は５８〜６４ＨＲＣの範囲に、また、転動体３は６２〜６７ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

一方、外方部材２は、外周に懸架装置を構成するナックル１６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、内周に内方部材１の複列の内側転走面４ａ、５ａに対向する複列の外側転走面２ａ、２ｂが一体に形成されている。外方部材２は、ハブ輪４と同様、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、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。そして、これら両転走面２ａ、４ａおよび２ｂ、５ａ間に保持器７、８を介して複列の転動体３、３が転動自在に収容されている。

外方部材２と内方部材１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、インナー側の開口部にはキャップ１０が装着されている。これらシール９およびキャップ１０によって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。

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（ＰＣＤｏ＞ＰＣＤｉ）。そして、このピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉの違いにより、アウター側の転動体３の外径ｄｏがインナー側の転動体３の外径ｄｉよりも小径に設定され（ｄｏ＜ｄｉ）、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軸受剛性・強度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。

さらに、外方部材２の車体取付フランジ２ｃは、インナー側の転動体３の外径側、すなわち、ナックル１６と嵌合する外方部材２の嵌合面２ｄが、軸方向でインナー側の転動体３の位置よりインナー側に配設されている。これにより、ナックル１６の内径に制約されず、軽量・コンパクト化を図りつつ、複列の転動体３、３のそれぞれのピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉを拡径することができ、軸受剛性・強度を一層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、車輪用軸受装置として、転動体３をボールとした複列アンギュラ玉軸受で構成されたものを例示したが、これに限らず転動体に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。また、第３世代の構造を例示したが、一対の内輪をハブ輪に圧入した、所謂第２世代の構造であっても良い。

アウター側のシール９は、外方部材２のアウター側端部の内周に所定のシメシロを介して圧入された芯金１１と、この芯金１１に加硫接着によって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）やフェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）、冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて断面略Ｌ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、断面が円弧状に形成された基部６ｂに所定の軸方向シメシロをもっ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形成され、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とを有している。ここで、ダストリップ１２ｂは非接触で、ラビリンスタイプであってもよい。

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。

ここで、内輪５の外径にパルサリング１３が圧入されている。このパルサリング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（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工によってＬ字状に、全体として円環状に形成された支持環１４と、この支持環１４に一体に接合された磁気エンコーダ１５とからなる。

支持環１４は、図２（ａ）に拡大して示すように、内輪５の外径面５ｂに圧入される円筒状の嵌合部１４ａと、この嵌合部１４ａから径方向外方に延びる立板部１４ｂとを備えている。そして、この立板部１４ｂのインナー側の側面に磁気エンコーダ１５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１５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。

なお、ここでは、ゴム磁石からなる磁気エンコーダ１５を有するパルサリング１３を例示したが、これに限らず、焼結合金で形成されたものでも良いし、プラスチック磁石が接合されたものでも良い。

本実施形態では、外方部材２のインナー側の端部外周にキャップ１０が圧入され、外方部材２のインナー側の開口部を閉塞している。そして、このキャップ１０を介してナックル１６が外方部材２の嵌合面２ｄに嵌合されている。キャップ１０は、後述する回転速度センサ１７の感知性能に悪影響を及ぼさないように、耐食性を有する非磁性体の鋼板、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼板が使用されている。

キャップ１０は、外方部材２の端部外周の嵌合面２ｄに圧入される円筒状の嵌合部１０ａと、この嵌合部１０ａから径方向内方に延び、磁気エンコーダ１５に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板状の遮蔽部１０ｂと、この遮蔽部１０ｂからインナー側に突出する屈曲部１０ｃを介して内方部材１のインナー側の端部を覆う底部１０ｄとを備えている。そして、この底部１０ｄの中心部にアウター側に突出した凸部１０ｅが形成されている。このような屈曲形状により、強度・剛性を高めたキャップ１０を提供することができ、走行中に小石等が飛来して衝突しても充分な耐力を備え、長期間に亘って耐久性を向上させることができる。

回転速度センサ１７の検出部は、キャップ１０の遮蔽部１０ｂに近接または当接され、検出部と磁気エンコーダ１５とはキャップ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。この回転速度センサ１７はＰＡ６６等の射出成形可能な合成樹脂で形成され、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（図示せず）等が包埋され、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ＡＢＳを構成している。

ここで、キャップ１０の嵌合部１０ａが外方部材２の嵌合面２ｄに圧入され、遮蔽部１０ｂと外方部材２のインナー側の端面２ｅとの間に環状空間Ｓが形成されている。この環状空間Ｓにパルサリング１３を構成する支持環１４の立板部１４ｂが配設されている。これにより、支持環１４の立板部１４ｂの外径を大きく設定することができ、その結果、この立板部１４ｂに接合される磁気エンコーダ１５のセンシング径が大きくなり、軸受周りの軽量・コンパクト化においても磁気エンコーダ１５の磁力を確保することができる。

また、インナー側のシールを設けなくても、外方部材２のインナー側の端面２ｅと支持環１４の立板部１４ｂおよび支持環１４の立板部１４ｂとキャップ１０との間に形成される僅かな屈曲した環状のすきまによりラビリンスシールが形成され、軸受内部に充填されたグリースがキャップ１０の遮蔽部１０ｂを越えて底部１０ｄに流出するのを防止することができる。

（ｂ）は、（ａ）のＡ部を拡大したものであるが、キャップ１０の嵌合部１０ａの先端部の内径に面取り部１８が形成されている。この面取り部１８によってキャップ１０を外方部材２の嵌合面２ｄに圧入する作業性を向上させることができる。

前述した実施形態（図２）の変形例を図３に示す。なお、この実施形態は、基本的には前述した実施形態と外方部材２の嵌合面２ｄ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や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号を付して詳細な説明を省略する。

キャップ１０は、外方部材２の端部外周の嵌合面２ｄ’に圧入される円筒状の嵌合部１０ａと、この嵌合部１０ａから径方向内方に延び、磁気エンコーダ１５に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板状の遮蔽部１０ｂと、この遮蔽部１０ｂから屈曲部１０ｃを介して内方部材１のインナー側の端部を覆う底部１０ｄとを備えている。

ここで、外方部材２の嵌合面２ｄ’に環状溝１９が形成され、この環状溝１９にＯリング等の弾性部材２０が装着されている。そして、この弾性部材２０の装着後の外径が嵌合面２ｄ’の外径よりも大径になるように設定されている。これにより、キャップ１０の嵌合部１０ａと外方部材２の嵌合面２ｄ’との嵌合部の気密性が向上すると共に、キャップ１０の圧入代を小さく抑えても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することができ、キャップ１０の圧入作業性を向上させることができる。

図４（ａ）に前述した実施形態（図２）の変形例を示す。なお、この実施形態は、基本的には前述した実施形態とキャップ１０の嵌合部１０ａ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や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号を付して詳細な説明を省略する。

キャップ２１は、図４（ａ）に示すように、外方部材２の端部外周の嵌合面２ｄに圧入される円筒状の嵌合部２２と、この嵌合部２２から径方向内方に延び、磁気エンコーダ１５に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板状の遮蔽部１０ｂと、この遮蔽部１０ｂから屈曲部１０ｃを介して内方部材１のインナー側の端部を覆う底部１０ｄとを備えている。

ここで、（ｂ）に拡大して示すように、嵌合部２２の先端部には径方向外方に屈曲した鍔部２２ａがプレス加工によって形成されている。この鍔部２２ａは外方部材２の嵌合面２ｄの端部に形成された環状の逃げ溝２ｆ内に収容されている。この鍔部２２ａにより、キャップ２１を外方部材２の嵌合面２ｄに圧入する作業性を向上させることができると共に、前述した実施形態のような面取り部１８の機械加工が不要となり、加工コストを削減することができる。

また、（ｃ）に示すように、外方部材２の逃げ溝２ｆとキャップ２１の嵌合部２２の鍔部２２ａ間にＯリング等の弾性部材２３を弾性装着することにより、キャップ２１の嵌合部２２と外方部材２の嵌合面２ｄとの嵌合部の気密性が向上すると共に、キャップ２１の圧入代を小さく抑えても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することができ、キャップ２１の圧入作業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、外方部材のインナー側の端部にキャップが外嵌された従動輪用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、２ｂ 外側転走面
２ｃ 車体取付フランジ
２ｄ、２ｄ’ 外方部材の嵌合面
２ｅ 外方部材のインナー側の端面
２ｆ 外方部材の逃げ溝
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
５ｂ 内輪の外径面
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、２１ キャップ
１０ａ、１４ａ、２２ 嵌合部
１０ｂ 遮蔽部
１０ｃ 屈曲部
１０ｄ 底部
１０ｅ 凸部
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 パルサリング
１４ 支持環
１４ｂ 立板部
１５ 磁気エンコーダ
１６ ナックル
１７ 回転速度センサ
１８ 面取り部
１９ 環状溝
２０、２３ 弾性部材
２２ａ 鍔部
５０、６０ 内輪
５０ａ 内輪の外径面
５１ 支持環
５１ａ、５５ａ 嵌合部
５１ｂ 立板部
５２、６３ 磁気エンコーダ
５３ パルサリング
５４ 外方部材
５４ａ 外方部材の嵌合面
５５ キャップ
５５ｂ 遮蔽部
５５ｃ 屈曲部
５５ｄ 底部
５６ 回転速度センサ
５７、６４ａ 円筒部
５７ａ 円筒部の端部
５８ 縮径部
５９ 弾性部材
５９ａ 環状突起
６１ 内輪の本体部
６２ 支持部材
６２ａ 取付面
６４ カバー部材
６４ｂ 円板部
６５ 外輪
６５ａ 環状凹部
６６ センサモジュール
６７ 導磁部材
６７ａ 第１の対向部
６８ 凹部
６９ ホールＩＣ
７０ ナックル
ｄ０ 外方部材の嵌合面の内径
ｄ１ キャップの円筒部の端部の外径
Ｏ 内輪の回転軸線
ＰＣＤｉ インナー側の転動体のピッチ円直径
ＰＣＤｏ アウター側の転動体のピッチ円直径
Ｓ 環状空間

Claims (6)

1. 外周にナックル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、前記外方部材のインナー側の端部に嵌着され、鋼板から形成されたキャップと、を備え、前記ハブ輪の小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって前記内輪が所定の軸受予圧が付与された状態で軸方向に固定されると共に、前記内輪にパルサリングが装着され、このパルサリングが、鋼板から断面がＬ字状に、全体として円環状に形成され、前記内輪の外径面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延びる立板部とからなる支持環と、この支持環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からなり、前記キャップを介して回転速度センサが前記磁気エンコーダに軸方向エアギャップにて対峙されている車輪用軸受装置において、前記ナックルと嵌合する前記外方部材の嵌合面が、軸方向で、前記複列の転動体のうちインナー側の転動体の位置よりインナー側に配設され、前記キャップが、前記外方部材の嵌合面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る円板状の遮蔽部と、この遮蔽部からインナー側に突出する屈曲部を介して前記内方部材のインナー側の端部を覆う底部と、を備えると共に、前記キャップの遮蔽部と前記外方部材のインナー側の端面との間に環状空間が形成され、この環状空間に前記パルサリングを構成する支持環の立板部が配設されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記外方部材のインナー側の端面と前記支持環の立板部および前記キャップとの間に屈曲した環状のすきまが形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記キャップの嵌合部の先端部の内径に面取り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。
4. 前記外方部材の嵌合面に環状溝が形成され、この環状溝に弾性部材が装着されると共に、この弾性部材の装着後の外径が前記嵌合面の外径よりも大径に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。
5. 前記キャップの嵌合部の先端部に径方向外方に屈曲した鍔部がプレス加工によって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。
6. 前記外方部材の嵌合面の端部に環状の逃げ溝が形成され、この逃げ溝内に前記キャップの鍔部が収容されると共に、前記逃げ溝と鍔部間に弾性部材が弾性装着されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。

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