JP4225299B2 - トーンホイール付転がり軸受ユニット - Google Patents

Description

この発明に係るトーンホイール付転がり軸受ユニットは、自動車の従動輪（ＦＲ車の前輪、ＦＦ車の後輪＝非駆動輪）を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、この従動輪の回転速度を検出する為に利用する。

自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度を検出する為のトーンホイール付転がり軸受ユニットとして従来から、特許文献１、２等に記載されたものが知られている。図４は、このうちの特許文献２に記載された構造を示している。

車輪と共に回転する軸１の外周面には、第一のシールリング２を構成する第一の芯金３を外嵌固定している。この第一のシールリング２を構成する第一の弾性材４は磁性ゴム製として、この弾性材４の側面にＳ極とＮ極とを、円周方向に亙って交互に配置している。又、懸架装置に支持されて回転しない外輪９の端部内周面には、第二のシールリング５を構成する第二の芯金６を内嵌固定している。そして、この第二のシールリング５を構成する第二の弾性材７に形成したシールリップ８、８を、上記第一の芯金３の外周面と内側面（図４の左側面）とに摺接させている。

上述の様な第一、第二のシールリング２、５を組み込んだ転がり軸受ユニットは、懸架装置に車輪を回転自在に支持すると共に、図示しないセンサと組み合わせる事により、この車輪の回転速度を検出自在とする。検出した回転速度を表す信号は、アンチロックブレーキ装置やトラクションコントロール装置の制御の為に利用する。又、上記１対のシールリップ８、８が、転がり軸受ユニット内に雨水等の異物が入り込む事を防止する。

図４に示す従来構造の場合には、第一のシールリング２を構成する第一の弾性材４を多極磁石とし、この第一のシールリング２にトーンホイールとしての機能を持たせている為、シールリングの設計の自由度が少なくなる。即ち、確実な回転速度検出を行なえる様にする為には、上記第一の弾性材４の磁力を確保すべく、この第一の弾性材４を含んだ第一のシールリング２の容積を或る程度確保しなければならず、シールリングを組み込んだトーンホイール付転がり軸受ユニットの小型化が難しくなる。又、軸１が回転する場合と外輪９が回転する場合とで、第一、第二のシールリング２、５の形状を変える必要があり、シールリングの共通化を図れない。更に、第一、第二のシールリング２、５のみで、転がり軸受ユニット内への異物進入防止を図る為、これら両シールリング２、５のシール性を十分に確保する必要があり、これら両シールリング２、５の製作費が嵩む。

実開平６−６５８６４号公報 米国特許第５４３１４１３号明細書

本発明のトーンホイール付転がり軸受ユニットは、上述の様な問題を解決すべく発明したものである。

本発明のトーンホイール付転がり軸受ユニットは、内周面に外輪軌道を有し、使用時に回転する外輪と、外周面に内輪軌道を有し、使用時に回転しない内輪と、上記外輪軌道と内輪軌道との間に設けられた複数の転動体と、上記内輪の端部外周面と上記外輪の端部内周面との間に設けられて、これら両周面同士の間をシールするシールリングと、上記外輪の端部にこの外輪と同心に支持された、Ｓ極とＮ極とを円周方向に亙って交互に配置したトーンホイールとを備える。
特に、本発明のトーンホイール付転がり軸受ユニットに於いては、上記トーンホイールは、円筒部とこの円筒部の軸方向端縁から径方向内方に折れ曲がった円輪部とを備えた、断面Ｌ字形で全体が円環状の支持環と、この円輪部の側面に結合固定された、永久磁石であるトーンホイール本体とから成るものであって、上記円筒部を上記外輪の端部に外嵌する事により、上記シールリングとは独立して支持固定されている。そして、上記トーンホイールのうちで上記円輪部が上記シールリングの径方向外端部乃至中間部を外部空間から覆うと共に、この円輪部の内周縁を上記内輪の端部に近接させる事により、これら円輪部の内周縁と内輪の端部との間にラビリンスシールを構成している。

上述の様に構成される本発明のトーンホイール付転がり軸受ユニットは、懸架装置に支持された軸に内輪を外嵌固定すると共に、外輪に従動輪を支持固定する。又、回転しない部分にセンサを、トーンホイールに対向させた状態で設置する事により、上記従動輪と共に回転する外輪の回転速度を検出自在とする。

特に、本発明のトーンホイール付転がり軸受ユニットの場合には、トーンホイールをシールリングと独立して設ける為、このシールリングの設計の自由度が大きくなり、トーンホイール付転がり軸受ユニットの小型化が可能になる。又、シールリングを、内輪が回転する構造の軸受ユニットとの間で共通化できる。更に、トーンホイールがシールリングの外側にラビリンスシールを構成する為、転がり軸受ユニット内への異物進入防止の面から、このシールリングの負担が軽減し、シールリングに要するコストを低減できる。

図１〜２は、請求項１〜２に対応する、本発明の実施例を示している。外輪９ａは、内周面に複列の外輪軌道１０、１０を有し、使用時に回転する。又、この外輪９ａの端部（図１の左端部）外周面には、この外輪９ａの周囲に車輪を取付ける為のフランジ１１を設けている。この様な外輪９ａの内側には、それぞれの外周面に内輪軌道１２、１２を有する内輪１３、１３を、この外輪９ａと同心に設けている。これら両内輪１３、１３は、使用状態では懸架装置に支持された軸（図示せず）に外嵌固定されて回転しない。上記各外輪軌道１０、１０と内輪軌道１２、１２との間には、それぞれ複数ずつの転動体１４、１４を設けて、上記各内輪１３、１３の周囲に上記外輪９ａを、回転自在に支持している。尚、図示の例では、上記各転動体１４、１４として玉を使用しているが、重量の嵩む自動車用の転がり軸受ユニットの場合には、転動体としてテーパころを使用する場合もある。

又、自動車への組み付け状態で、この自動車の幅方向内側（図１の右側）に位置する内輪１３の端部に形成した肩部１５の外周面と、上記外輪９ａの端部（図１、２の右端部）内周面との間には、組み合わせシールリング１６を設けて、これら両周面同士の間をシールしている。尚、上記肩部１５の外周面と外輪９ａの端部内周面との間に設けるシールリングとしては、図１〜２に示す様な組み合わせシールリング１６に限らず、例えば図３（Ａ）〜（Ｃ）に示す様な各種シールリング２４ａ〜２４ｃを使用できる。これら組み合わせシールリング１６及びシールリング２４ａ〜２４ｃの構造及び作用自体は、従来から周知である為、詳しい説明は省略する。又、上記図３（Ａ）〜（Ｃ）に示した構造は、請求項３に記載した様に、トーンホイール本体１９の外周縁が、外輪９ａの内周面よりも径方向外側に位置している。

更に、上記外輪９ａの端部（図１、２の右端部）には、トーンホイール１７を外嵌固定している。このトーンホイール１７は、金属板を断面Ｌ字形に折り曲げると共に全体を円環状に形成した支持環１８と、永久磁石でＳ極とＮ極とを円周方向に亙って交互に配置したトーンホイール本体１９とから構成される。上記支持環１８は、円筒部２０と円輪部２１とから成り、このうちの円筒部２０を上記外輪９ａの端部外周面に外嵌すると共に、この円輪部２１の片面外径寄り部分をこの外輪の端面と当接させる事により、この外輪９ａに固定している。又、上記トーンホイール本体１９は、上記円輪部２１の一部で上記組み合わせシールリング１６と反対側側面（図１、２の右側面）に、接着等により結合固定している。

上記円輪部２１の内径は、上記肩部１５の外径よりも僅かに大きくしている。従って、これら円輪部２１の内周縁と肩部１５の外周面との間のラジアル隙間２２の幅寸法Ｗ₂₂は限られたものである。又、上記円輪部２１は、上記組み合わせシールリング１６に近接させている。従って、これら円輪部２１と組み合わせシールリング１６との間のアキシャル隙間２３の幅寸法Ｗ₂₃も限られたものである。より具体的には、これらラジアル、アキシャル両隙間２２、２３の幅寸法Ｗ₂₂、Ｗ₂₃の大きさを０．３〜１．０mm程度に規制している。この様に、上記トーンホイール１７の内周縁及び片側面（図１、２の左側面）を、上記内輪１３の端部（図１、２の右端部）外周縁及び組み合わせシールリング１６に近接させて上記ラジアル、アキシャル両隙間２２、２３を構成する事により、ラビリンスシールを構成している。

上述の様に構成される本発明のトーンホイール付転がり軸受ユニットは、懸架装置に支持された図示しない軸に前記各内輪１３、１３を外嵌固定すると共に、外輪９ａの外周面に形成したフランジ１１に従動輪のホイールを支持固定する。又、上記懸架装置或は軸の一部等、回転しない部分に図示しないセンサを、前記トーンホイール１７を構成するトーンホイール本体１９の側面（図１、２の右側面）に対向させた状態で設置する。上記従動輪が回転すると、このセンサがＳ極とＮ極とが交互に通過する事を検知して、上記従動輪と共に回転する外輪９ａの回転速度を検出する。

特に、本発明のトーンホイール付転がり軸受ユニットの場合には、上記トーンホイール１７を組み合わせシールリング１６、或はシールリング２４ａ〜２４ｃ等のシールリングと独立して設ける為、このシールリングの設計の自由度が大きくなる。そして、例えばこのシールリングの小型化により、トーンホイール付転がり軸受ユニットの小型化が可能になる。又、シールリングを、内輪が回転する構造の軸受ユニットとの間で共通化できる。更に、トーンホイール１７がシールリングの外側にラビリンスシールを構成する為、転がり軸受ユニット内への異物進入防止の面から、このシールリングの負担が軽減する。従って、このシールリングとして、シール性能が比較的低い代わりに安価なものを使用する事が可能になる。

本発明の実施例を示す半部切断面図。 図１のＡ部拡大図。 シールリングの別構造の３例を示す、ぞれぞれ図２と同様の図。 従来構造の１例を示す、図２と同様の図。

符号の説明

１ 軸
２ 第一のシールリング
３ 第一の芯金
４ 第一の弾性材
５ 第二のシールリング
６ 第二の芯金
７ 第二の弾性材
８ シールリップ
９、９ａ 外輪
１０ 外輪軌道
１１ フランジ
１２ 内輪軌道
１３ 内輪
１４ 転動体
１５ 肩部
１６ 組み合わせシールリング
１７ トーンホイール
１８ 支持環
１９ トーンホイール本体
２０ 円筒部
２１ 円輪部
２２ ラジアル隙間
２３ アキシャル隙間
２４ａ〜２４ｃ シールリング

Claims (3)

1. 内周面に外輪軌道を有し、使用時に回転する外輪と、外周面に内輪軌道を有し、使用時に回転しない内輪と、上記外輪軌道と内輪軌道との間に設けられた複数の転動体と、上記内輪の端部外周面と上記外輪の端部内周面との間に設けられて、これら両周面同士の間をシールするシールリングと、上記外輪の端部にこの外輪と同心に支持された、Ｓ極とＮ極とを円周方向に亙って交互に配置したトーンホイールとを備えたトーンホイール付転がり軸受ユニットに於いて、上記トーンホイールは、円筒部とこの円筒部の軸方向端縁から径方向内方に折れ曲がった円輪部とを備えた、断面Ｌ字形で全体が円環状の支持環と、この円輪部の側面に結合固定された、永久磁石であるトーンホイール本体とから成るものであって、上記円筒部を上記外輪の端部に外嵌する事により、上記シールリングとは独立して支持固定されており、上記トーンホイールのうちで上記円輪部が上記シールリングの径方向外端部乃至中間部を外部空間から覆うと共に、この円輪部の内周縁を上記内輪の端部に近接させる事により、これら円輪部の内周縁と内輪の端部との間にラビリンスシールを構成している事を特徴とするトーンホイール付転がり軸受ユニット。
2. 内輪の端部を外輪の端面よりも軸方向に突出させ、円輪部の内周縁を、この内輪の端部でこの外輪の端面よりも軸方向に突出した部分の外周面に近接させて、この外周面と上記内周縁との間にラビリンスシールを構成している、請求項１に記載したトーンホイール付転がり軸受ユニット。
3. 円輪部の片面外径寄り部分が外輪の端面と当接しており、トーンホイール本体の外周縁がこの外輪の内周面よりも径方向外側に位置する、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したトーンホイール付転がり軸受ユニット。

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