JP2019132402A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストの増大を抑制しながら磁性部材等への異物の付着を抑止することができ、誤検出の発生を防ぐことが可能な車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】車輪用軸受装置１は、車輪が取り付けられる内方部材３と、内方部材３を複数の転動体４を介して回転可能に支持する外方部材２と、外方部材２の端部に取り付けられたカバー部材６と、周方向に複数の磁極を有する環状の磁性部材５２を有するエンコーダ５と、磁性部材５２の磁界を検出する磁界検出素子７１を軸状の突部７２１に封止してなる磁界センサ７とを備える。カバー部材６は、樹脂からなる本体部６１に突部７２１を収容する収容穴６１３、及び収容穴６１３に連通する導水孔６１４が形成され、収容穴６１３が底壁６１５により閉塞されている。導水孔６１４は、一端部６１４ａが収容穴６１３の内面に開口し、他端部６１４ｂが収容穴６１３よりも下方におけるカバー部材６の外面に開口している。【選択図】図１

Description

本発明は、車輪を支持する車輪用軸受装置に関する。

従来、車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪が取り付けられるフランジ部を有する内方部材と、内方部材を複数の転動体を介して回転可能に支持する筒状の外方部材とを有している。このような車輪用軸受装置には、車輪の回転速度を検出するための機能を備えたものがある（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１に記載の車輪用軸受装置は、車輪の回転速度を検出するための構成として、複数の磁極を有する磁性部材が芯金に取り付けられたエンコーダと、磁性部材の磁極の磁界を検出するセンサとを有している。エンコーダは、芯金が内方部材に外嵌されて固定されている。センサは、外方部材に固定される円盤状の金属製のカバー部材に樹脂部材を介して取り付けられている。カバー部材には、磁界検出素子が埋め込まれたセンサの一部を挿通させる貫通孔、及びカバー部材の内側に浸入した水を排出するための水抜き孔が形成されている。

特許文献２に記載の車輪用軸受装置は、上記の構成部材に加え、外方部材の内側に嵌着されたステンレス等の非磁性金属からなる蓋部材を有している。この蓋部材は、エンコーダとセンサとの間に介在して配置されている。

特開２０１７−５３３８９号公報 特開２０１７−２０５５０号公報

特許文献１に記載の車輪用軸受装置は、水抜き孔からカバー部材の内部に異物が入り込みやすく、その異物が鉄粉等の強磁性を有するものであれば、誤検出の要因となるおそれがある。また、特許文献２に記載の車輪用軸受装置のように蓋部材を設ければ、エンコーダが配置された空間への異物の侵入を抑止することができるが、部品点数及び組み立て工数が多くなり、コストが増大してしまう。

そこで、本発明は、コストの増大を抑制しながらエンコーダが配置された空間への異物の侵入を抑止することができ、誤検出の発生を防ぐことが可能な車輪用軸受装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するため、車輪が取り付けられるフランジ部を有する内方部材と、前記内方部材を複数の転動体を介して回転可能に支持する筒状の外方部材と、前記外方部材の軸方向一端部に取り付けられ、前記外方部材と前記内方部材との間への異物の侵入を抑止するカバー部材と、前記内方部材に固定され、周方向に複数の磁極を有する環状の磁性部材を有するエンコーダと、前記磁性部材の前記複数の磁極の磁界を検出する磁界検出素子、及び前記磁界検出素子を封止する軸状の突部が形成された封止部材を有する磁界センサとを備え、前記カバー部材は、樹脂からなる本体部に前記封止部材の前記突部を収容する収容穴及び前記収容穴に連通する導水孔が形成され、前記収容穴は、底部が閉塞された止まり孔であり、前記導水孔は、一端部が前記収容穴の内面に開口し、他端部が前記収容穴よりも下方における前記カバー部材の外面に開口している、車輪用軸受装置を提供する。

本発明に係る車輪用軸受装置によれば、コストの増大を抑制しながら磁性部材等への異物の付着を抑止することができ、誤検出の発生を防ぐことが可能となる。

本発明の実施の形態に係る車輪用軸受装置の全体構成を示す断面図である。 （ａ）は、図１の部分拡大図である。（ｂ）は、磁界センサの図示を省略して示す図１の部分拡大図である。 （ａ）は、カバー部材の平面図である。（ｂ）は、図１のＡ−Ａ線断面におけるカバー部材の断面図である。

［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図３を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

（車輪用軸受装置の全体構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る車輪用軸受装置の全体構成を示す断面図である。図２（ａ）は、図１の部分拡大図であり、図２（ｂ）は磁界センサの図示を省略して示す図１の部分拡大図である。図３（ａ）は、カバー部材の平面図であり、図３（ｂ）は図１のＡ−Ａ線断面におけるカバー部材の断面図である。

この車輪用軸受装置１は、車両の懸架装置のナックルに対して車輪を回転可能に支持するために用いられる。車輪用軸受装置１は、車体側に取り付けられる筒状の外方部材２と、車輪が取り付けられる内方部材３と、外方部材２と内方部材３との間に配置された複数の転動体４と、内方部材３に固定されたエンコーダ５と、外方部材２の端部に固定されたカバー部材６と、カバー部材６に取り付けられた磁界センサ７と、カバー部材６とは反対側の外方部材２の端部に固定されたシール部材８とを備えている。

以下の説明では、車輪用軸受装置１において車輪が取り付けられる側（図１の左側）を車両アウタ側といい、その反対側（図１の右側）を車両インナ側という。また、以下の説明において、「上」及び「下」とは、車輪用軸受装置１が車両に組み付けられた状態における鉛直方向の上下をいうものとする。図３（ａ）では、カバー部材６を車両インナ側から見た状態を示している。

外方部材２は、円筒状の基部２１と、車体側のナックルへの取り付けのための複数の車体取付フランジ２２と、車体取付フランジ２２よりも車両インナ側に延出された延出部２３とを一体に有し、内方部材３を複数の転動体４を介して回転可能に支持している。図１では、複数の車体取付フランジ２２のうち、１つの車体取付フランジ２２のみを図示している。複数の車体取付フランジ２２のそれぞれには、ナックルに螺合するボルトを挿通させるボルト挿通孔２２ａが形成されている。基部２１の内周には、転動体４を転動させる第１外側軌道面２ａ及び第２外側軌道面２ｂが周方向に沿って互いに平行に形成されている。

内方部材３は、回転軸線Ｏを中心として外方部材２に対して回転可能に配置されている。内方部材３の外周には、転動体４を転動させる第１内側軌道面３ａ及び第２内側軌道面３ｂが周方向に沿って互いに平行に形成されている。第１内側軌道面３ａは外方部材２の第１外側軌道面２ａに対向し、第２内側軌道面３ｂは外方部材２の第２外側軌道面２ｂに対向する。

本実施の形態では、内方部材３がハブ輪３１及び環状の内輪部材３２からなる。ハブ輪３１は、車輪が取り付けられる車輪取付フランジ３１１と、外方部材２の基部２１の内側に配置される胴部３１３と、車輪取付フランジ３１１と胴部３１３とを連結する連結部３１２とを一体に有している。車輪取付フランジ３１１には、車輪取付用のセレーション付きボルト３３を圧入して挿通させる複数のボルト挿通孔３１１ａが形成されている。

胴部３１３は、車輪取付フランジ３１１側の大径部３１４と、車輪取付フランジ３１１側とは反対側の小径部３１５とを有している。大径部３１４の外周面には、第１内側軌道面３ａが形成されている。小径部３１５の外周面には、内輪部材３２が嵌着されている。内輪部材３２は、小径部３１５の一部を塑性変形させた加締め部３１５ａによってハブ輪３１に固定されている。内輪部材３２の外周面には、第２内側軌道面３ｂが形成されている。

複数の転動体４は、保持器４０に保持され、第１外側軌道面２ａと第１内側軌道面３ａとの間、及び第２外側軌道面２ｂと第２内側軌道面３ｂとの間に配置されている。本実施の形態では、転動体４が球体であるが、これに限らず円錐ころであってもよい。また、本実施の形態では、内方部材３が１つの内輪部材３２を有しているが、これに限らず、内方部材３が２つの内輪部材を有し、このうち一方の内輪部材に第１内側軌道面３ａが形成され、他方の内輪部材に第２内側軌道面３ｂが形成されていてもよい。

エンコーダ５は、芯金５１と、芯金５１に取り付けられた環状の磁性部材５２とを有している。芯金５１は、例えばステンレスや鉄等の金属からなり、内輪部材３２の外周面に嵌着されている。磁性部材５２は、例えば加硫接着法によって芯金５１に取り付けられている。磁性部材５２は、例えばゴム製の円環部材にフェライト系のステンレス鋼粉を混入して形成され、磁性の異なる複数の磁極（Ｎ極及びＳ極）が周方向に沿って交互に設けられている。

カバー部材６は、樹脂からなる本体部６１に芯金６２及びナット６３がインサート成型により一体に成型されている。本体部６１は、例えば６６ナイロンからなる。カバー部材６は、外方部材２における車両インナ側の軸方向一端部に取り付けられ、外方部材２と内方部材３との間への車両インナ側からの異物の侵入を抑止している。より具体的には、カバー部材６が円筒状の嵌合部６０を有し、この嵌合部６０が外方部材２の延出部２３の内側に圧入嵌合されている。嵌合部６０の外周面は、延出部２３の内周面に密着している。一方、外方部材２と内方部材３との間への車両インナ側からの異物の侵入は、シール部材８によって抑止されている。

磁界センサ７は、ホール素子等の磁界検出素子７１と、磁界検出素子７１を封止する軸状の突部７２１及びカバー部材６に固定される固定部７２２を有する封止部材７２と、磁界検出素子７１に動作電源を供給すると共に磁界検出素子７１が出力する電気信号を伝送するケーブル部７３とを有している。本実施の形態では、突部７２１が円柱状であるが、突部７２１が例えば断面多角形の角柱状であってもよい。磁界検出素子７１は、突部７２１の先端部（固定部７２２側の基端部とは反対側の端部）に収容され、磁性部材５２の複数の磁極の磁界を検出する。図１及び図２（ａ）では、磁界検出素子７１を破線で示している。

磁界センサ７の固定部７２２は、カバー部材６の外側（車両インナ側）において、ボルト９によってカバー部材６に固定されている。ボルト９は、頭部９１が固定部７２２の車両インナ側の端面に当接し、軸部９２が固定部７２２に形成されたボルト挿通孔７２２ａに挿通されている。軸部９２の先端部に設けられた雄ねじ部９２１は、カバー部材６のナット６３に螺合している。図３（ａ）では、固定部７２２の外形を仮想線（二点鎖線）で示している。

（車輪用軸受装置の動作）
内方部材３が回転すると、磁界検出素子７１によって磁界が検出される磁性部材５２の磁極の磁性が変化する。磁界検出素子７１は、内方部材３の回転に伴う磁界の変化を電気信号として出力し、この電気信号がケーブル部７３によって車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）に伝送される。ＥＣＵは、磁界検出素子７１の電気信号に基づいて車輪の回転速度を検出可能であり、検出した車輪の回転速度に応じて例えば車輪に付与する制動力を調節して制動時における車輪のロックを抑止する。

（カバー部材６の詳細構成）
カバー部材６の本体部６１は、回転軸線Ｏと平行な軸方向視において円形の円盤部６１１と、円盤部６１１から車両インナ側に突出したボス部６１２とを一体に有している。また、カバー部材６の本体部６１には、磁界センサ７の封止部材７２における突部７２１を収容する収容穴６１３、及び収容穴６１３に連通する導水孔６１４が形成されている。収容穴６１３は、回転軸線Ｏと平行に、ボス部６１２における車両インナ側の端面６１２ａから車両アウタ側に延在している。このボス部６１２の端面６１２ａには、磁界センサ７の固定部７２２の車両アウタ側の端面７２２ｂが当接する。突部７２１は、この固定部７２２の端面７２２ｂに立設されている。

収容穴６１３は、本体部６１を貫通しない止まり穴であり、収容穴６１３の底部（車両アウタ側の端部）が底壁６１５によって閉塞されている。また、収容穴６１３は、底部側の端部における内径が開口部側の端部の内径よりも小さく、底部側の端部における内径は磁界センサ７の突部７２１の外径よりも僅かに大きい。収容穴６１３における底部付近の内周面６１３ａと突部７２１の外周面７２１ａとの間には僅かな隙間が形成され、収容穴６１３における開口部付近の内周面６１３ｂと突部７２１の外周面７２１ａとの間にはより大きな隙間が形成される。

収容穴６１３の深さ方向の長さは磁界センサ７の突部７２１の軸方向長さよりも深く、収容穴６１３の底面６１３ｃと突部７２１の先端面７２１ｂとの間には空隙Ｓが形成される。突部７２１の軸方向における空隙Ｓの幅（底面６１３ｃと突部７２１の先端面７２１ｂとの間隔）は、例えば０．２ｍｍ未満であり、０ｍｍよりも大きい。

また、図２（ｂ）に示すように、底壁６１５の厚みをｔとすると、この厚みｔの好ましい範囲は、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。底壁６１５の厚みｔが０．５ｍｍ未満であると、底壁６１５の強度が弱くなり、底壁６１５の厚みｔが１．０ｍｍを越えると、磁性部材５２と磁界検出素子７１との間の距離が長くなって磁界検出素子７１で検出される磁界が弱くなってしまうためである。なお、磁性部材５２における底壁６１５との対向面５２ａと底壁６１５との間の距離ｄは、各部の寸法誤差や組み付け誤差を考慮して、少なくとも０ｍｍよりも大きくなるように設定される。

導水孔６１４は、鉛直方向に沿って延在し、鉛直方向上側の一端部６１４ａが収容穴６１３の内面に開口し、鉛直方向下側の他端部６１４ｂが収容穴６１３よりも下方におけるカバー部材６の本体部６１の外面に開口している。導水孔６１４の一端部６１４ａは、収容穴６１３の下端部に開口し、より詳細には収容穴６１３における底部付近の内周面６１３ａの下端部に開口している。導水孔６１４の他端部６１４ｂは、下方に向かって開口しており、より詳細にはボス部６１２の下端面６１２ｂに開口している。また、導水孔６１４は、その長手方向（鉛直方向）が直線状であり、この長手方向に直交する断面形状が円形である。なお、導水孔６１４の内径は、一端部６１４ａから他端部６１４ｂに向かって水分が重力によって流れ落ちることが可能な大きさである。

導水孔６１４の形成方法は、特に限定されるものではないが、例えば本体部６１をインサート成形した後にドリルによる機械加工によって形成することができる。また、インサート成形に用いる金型に導水孔６１４に対応する形状の軸部を設け、本体部６１の成形後にこの軸部を抜くことによっても導水孔６１４を形成することができる。またさらに、芯金６２及びナット６３と共にステンレス等の金属製のパイプをインサート成型し、このパイプの中空部を導水孔６１４としてもよい。

（実施の形態の作用及び効果）
上記のように構成された車輪用軸受装置１は、車両の走行に伴って車輪が泥水を巻き上げ、巻き上げられた泥水が磁界センサ７の固定部７２２とカバー部材６の本体部６１におけるボス部６１２との隙間から収容穴６１３内に入り込む場合がある。そして、収容穴６１３内に入り込んだ泥水が空隙Ｓに滞留すると、泥水に含まれる鉄粉等が磁界の検出精度に悪影響を及ぼすおそれがある。しかし、本実施の形態では、収容穴６１３内に入り込んだ泥水が導水孔６１４によって外部に排出されるので、磁界の検出精度に悪影響が出るほどの泥水が空隙Ｓに滞留することが抑止される。

また、導水孔６１４は他端部６１４ｂが下方に向かって開口しているので、導水孔６１４を逆流して収容穴６１３に泥水等の異物が入り込んでしまうことがない。またさらに、エンコーダ５が配置された空間への異物の侵入がカバー部材６によって抑止されるので、車両インナ側からの異物の侵入を防止するための専用の部材を設ける必要もない。したがって、本実施の形態によれば、コストの増大を抑制しながらも、誤検出の発生を防ぐことが可能となる。

（付記）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、磁界センサ７がボルト９によってカバー部材６に固定された場合について説明したが、これに限らず、例えば凹部と凸部との係合によって磁界センサ７がカバー部材６に固定されていてもよい。また、カバー部材６は、必ずしも芯金６２を有していなくともよい。

１…車輪用軸受装置 ２…外方部材
２２…車体取付フランジ（フランジ部） ３…内方部材
４…転動体 ５…エンコーダ
５２…磁性部材 ６…カバー部材
６１３…収容穴 ６１４…導水孔
６１４ａ…一端部 ６１４ｂ…他端部
７…磁界センサ ７１…磁界検出素子
７２…封止部材 ７２１…突部

Claims (3)

1. 車輪が取り付けられるフランジ部を有する内方部材と、
   前記内方部材を複数の転動体を介して回転可能に支持する筒状の外方部材と、
   前記外方部材の軸方向一端部に取り付けられ、前記外方部材と前記内方部材との間への異物の侵入を抑止するカバー部材と、
   前記内方部材に固定され、周方向に複数の磁極を有する環状の磁性部材を有するエンコーダと、
   前記磁性部材の前記複数の磁極の磁界を検出する磁界検出素子、及び前記磁界検出素子を封止する軸状の突部が形成された封止部材を有する磁界センサとを備え、
   前記カバー部材は、樹脂からなる本体部に前記封止部材の前記突部を収容する収容穴、及び前記収容穴に連通する導水孔が形成され、
   前記収容穴は、底部が閉塞された止まり孔であり、
   前記導水孔は、一端部が前記収容穴の内面に開口し、他端部が前記収容穴よりも下方における前記カバー部材の外面に開口している、
   車輪用軸受装置。
2. 前記導水孔は、前記一端部が前記収容穴の下端部に開口している、
   請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記導水孔は、前記他端部が下方に向かって開口している、
   請求項１又は２に記載の車輪用軸受装置。

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