JP4604421B2 - 回転速度検出装置付車輪用回転支持装置及びその組立方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の懸架装置に車輪を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、回転速度検出装置付車輪用回転支持装置及びその組立方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の懸架装置に車輪を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に従来から、図６に示す様な回転速度検出装置付車輪用回転支持装置が使用されている。この回転速度検出装置付車輪用回転支持装置を構成するエンコーダ付転がり軸受ユニット１は、外輪２と、内輪ユニット３を構成するハブ４及び内輪５と、それぞれが転動体である複数個の玉６、６と、エンコーダ７とを備える。このうちのハブ４の外周面の軸方向外端部（軸方向に関して外とは、自動車への組み付け状態で幅方向外側。本明細書全体で同じ。各図の左側。）には、車輪を支持固定する為のフランジ８を設けている。又、このハブ４の中間部外周面には第一の内輪軌道９を、同じく軸方向内端部（軸方向に関して内とは、自動車への組み付け状態で幅方向中央寄りとなる側。本明細書全体で同じ。各図の右側。）には外径寸法が小さくなった段部１０を、それぞれ形成している。
【０００３】
上記段部１０には、外周面に第二の内輪軌道１１を形成した、上記内輪５を外嵌している。そして、上記ハブ４の内端部でこの内輪５の内端面よりも内方に突出した部分を直径方向外方に折り曲げる事によりかしめ部１２を形成し、このかしめ部１２により上記内輪５を、上記段部１０の端部に存在する段差面１３に向け押し付けている。尚、上記第一の内輪軌道９は、上記ハブ４の外周面に直接形成するのに代えて、その外周面にこの第一の内輪軌道９を形成した、別体の内輪を外嵌する事で設ける場合もある。又、上記ハブ４に対し内輪５を固定するには、このハブ４の内端部に形成した雄ねじ部にナットを螺合させる事により行なう場合もある。
【０００４】
又、上記外輪２の内周面には、上記第一の内輪軌道９と対向する第一の外輪軌道１４及び、上記第二の内輪軌道１１に対向する第二の外輪軌道１５を形成している。そして、これら第一、第二の内輪軌道９、１１と第一、第二の外輪軌道１４、１５との間に上記各玉６、６をそれぞれ複数個ずつ、それぞれ保持器１６、１６により転動自在に保持した状態で設けている。尚、図示の例では、転動体として玉６、６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。
【０００５】
又、上記内輪５の内端部外周面には、前記エンコーダ７を外嵌固定している。このエンコーダ７は、支持環１７と、この支持環１７の軸方向内側面に全周に亙って添着支持された、円輪状のエンコーダ本体１８とから成る。このエンコーダ本体１８は、ゴム或は合成樹脂中にフェライト等の磁性粉末を混入したゴム磁石、プラスチック磁石等の永久磁石で、軸方向（図６の左右方向）に着磁されている。着磁方向は、円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化している。従って、上記エンコーダ本体１８の軸方向内側面には、円周方向に亙ってＮ極とＳ極とが、交互に且つ等間隔で配置されている。一方、上記支持環１７は、金属板（好ましくは軟鋼板等の磁性金属板）を折り曲げる事により、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成したもので、円筒部１９とこの円筒部１９の軸方向内端部から直径方向外方に直角に折れ曲がった円輪部２０とから成る。この様な支持環１７は、上記円筒部１９の一端部を上記内輪５の内端部に、締り嵌めで外嵌する事により、この内輪５に支持固定している。又、上記エンコーダ本体１８は、上記円輪部２０の片側面に、接着、焼き付け（ゴム磁石の場合）、自身の磁気吸着力等により、添着支持されている。
【０００６】
又、前記外輪２の内端部にはシールリング２１を内嵌固定し、このシールリング２１のシールリップを、上記支持環１７に摺接させている。一方、上記外輪２の外端部には別のシールリング２２の外周縁を支持し、このシールリング２２の内周縁に設けた各シールリップを、前記ハブ４の中間部外周面に摺接させている。これら両シールリング２１、２２は、前記各玉６、６を設置した空間２３内に、雨水や塵芥等の異物が入り込む事を防止すると共に、この空間２３内に充填したグリースが外部に漏洩する事を防止する。
【０００７】
更に、上記外輪２の外周面には、外向フランジ状の取付部２４を設けている。エンコーダ付転がり軸受ユニット１を自動車に組み付けた状態で、上記取付部２４は、懸架装置を構成するナックル２５に、図示しないボルトにより結合固定する。又、このナックル２５に、センサ２６を支持固定している。即ち、このセンサ２６をこのナックル２５に形成した取付孔２７に、外径側から内径側に向け挿通した状態で、上記センサ２６の基部に設けた取付フランジ２８を、ねじ２９により上記ナックル２５に結合固定している。この状態で上記センサ２６の検出部３０は、前記エンコーダ本体１８の軸方向内側面に、微小隙間を介して対向する。
【０００８】
上述の様なエンコーダ付転がり軸受ユニット１により、車輪を懸架装置に対し回転自在に支持するには、上述した様に、上記外輪２を取付部２４によりナックル２５に結合固定すると共に、前記フランジ８に車輪を固定する。この様にして懸架装置に支持した車輪が回転すると、上記センサ２６の検出部３０の近傍を、上記エンコーダ本体１８の軸方向内側面に設けたＳ極とＮ極とが交互に通過する。この結果、上記センサ２６の出力が、上記車輪の回転速度に比例する周波数で変化する。従って、このセンサの出力を図示しない制御器に送れば、上記車輪の回転速度を検出して、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）を制御できる。
【０００９】
図６に示す様な従来構造の第１例の回転速度検出装置付車輪用回転支持装置を構成するエンコーダ付転がり軸受ユニット１の場合には、車輪と共に回転するエンコーダ７が外部に露出している為、車両が停止している間に上記エンコーダ７とセンサ２６との間に付着した水滴が凍結し、車両を再発進する際にこれらエンコーダ７或はセンサ２６が、凍結に基づいて破損する可能性がある他、エンコーダ本体１８に、鉄片、鉄粉等の強磁性体の小片、粉末等の異物が付着して、正確な回転速度検出を行なえなくなる可能性がある。この様な問題を解消する為の構造として、特開２０００−２４９１８３号公報には、図７に示す様な構造を有するエンコーダ付転がり軸受ユニットを組み込んだ回転速度検出装置付車輪用回転支持装置が記載されている。
【００１０】
この図７に示した従来構造の第２例の回転速度検出装置付車輪用回転支持装置を構成するエンコーダ付転がり軸受ユニット１ａの場合には、外輪２の軸方向内端開口部を、非磁性のステンレス鋼板、アルミニウム合金板、高機能樹脂等の非磁性の板材によりシャーレ状に形成したカバー３１により塞いでいる。この状態でエンコーダ７を構成するエンコーダ本体１８の側面は、上記カバー３１の片面に近接対向させている。これに対して、センサ２６の検出部３０の検出面（図７の左側面）は、上記カバー３１の他面に近接若しくは当接している。従って、上記検出部３０の検出面と上記エンコーダ７のエンコーダ本体１８とは、上記カバー３１を介して近接対向している。この様に構成する為、上記カバー３１の存在に基づき、上記センサ２６とエンコーダ７との間に、水や鉄片、鉄粉、磁気を帯びた破片等が入り込む事はない。この為、凍結に基づくセンサ２６やエンコーダ７の破損を防止すると共に、このエンコーダ７を構成するエンコーダ本体１８の軸方向内側面の規則的、周期的な磁気特性変化を乱したり劣化させたりする事を防止できる。又、上記カバー３１は非磁性材製である為、このカバー３１の存在が、上記センサ２６による回転速度検出の妨げになる事はない。
【００１１】
上記図７に示した従来構造の第２例は、従動輪（非駆動輪）用の回転速度検出装置付車輪用回転支持装置に関するものであるが、駆動輪用の回転速度検出装置付車輪用回転支持装置に適用できて永久磁石製のエンコーダに異物が付着するのを防止する構造として、米国特許第５９６９５１８号明細書には、図８に示す様な構造が記載されている。この図８に示した従来構造の第３例の場合、使用時にも回転しない外輪２ａの軸方向内端部に非磁性材製で環状のカバー３１ａを内嵌固定し、使用時に回転する内輪５ａの軸方向内端部にエンコーダ７ａを外嵌固定している。このエンコーダ７ａを構成する、永久磁石製のエンコーダ本体１８ａは、上記カバー３１ａと玉６との間に存在する。又、上記カバー３１ａの内周縁部に全周に亙って添設したシールリップ３２の内周縁部を、上記エンコーダ７ａを構成する支持環１７ａに、全周に亙って摺接させている。この様に構成される、従来構造の第３例の場合も、上記エンコーダ本体１８ａが、上記カバー３１ａと上記シールリップ３２とにより外部空間から遮断されている為、上記エンコーダ本体１８ａに異物が付着する事を防止できる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図７〜８に示した従来構造の第２〜３例の場合、永久磁石製のエンコーダ本体１８、１８ａに水分が付着してこれが凍結して破損したり、或は磁性材製の異物が付着して回転速度検出の妨げとなる事は防止できるが、それぞれ次の様な問題点がある。
先ず、図７に示した第２例の構造の場合には、カバー３１により外輪２の内端開口部全体を塞ぐ為、等速ジョイントの軸を挿通する事ができず、従動輪用にしか適用できない（駆動輪用に適用できない）。
【００１３】
又、図８に示した第３例の構造の場合には、内輪５ａの軸方向内端部に形成した大径の肩部３３の外周面と、外輪２ａの軸方向内端部内周面との間に存在する、径方向に関する幅寸法が限られた空間内に、エンコーダ本体１８ａとシールリップ３２とを、径方向に関して互いに直列に配置している。この為、このエンコーダ本体１８ａの径方向に関する幅寸法が限られる。このエンコーダ本体１８ａの幅寸法が限られる事により、このエンコーダ本体１８ａから出る磁束の強度を確保する事が難しくなり、安定した回転速度検出を行なえる様にする為の設計の自由度が限られる。
【００１４】
更に、上記第２〜３例の構造の場合には、何れも外輪２、２ａの軸方向内端面とカバー３１、３１ａの軸方向内側面との軸方向位置を一致（同一平面上に位置）させている。一方、センサ２６、２６ａは、上記外輪２を固定したナックル２５の取付孔に支持しており、このナックル２５の軸方向外端面は、上記外輪２の外周面に形成した取付部２４の軸方向内側面に突き当てている。この為、エンコーダ本体１８、１８ａの軸方向内側面と上記センサ２６、２６ａの検出部との距離である検出隙間の軸方向寸法は、上記外輪２の加工精度、具体的にはこの外輪２の軸方向内端面と上記取付部２４の軸方向内側面との軸方向距離の加工精度に大きく影響される。
【００１５】
これに対して、センサ２６、２６ａとエンコーダ本体１８、１８ａとの間に非磁性材製のカバー３１、３１ａを設ける構造は、このカバー３１、３１ａの厚さ寸法分だけ、上記検出隙間の軸方向寸法が嵩む事が避けられない。信頼性の高い回転速度検出を行なう為には、この検出隙間の軸方向寸法を小さくする事が好ましいので、上記カバー３１、３１ａを設ける構造の場合には、各部の寸法精度を高くして、上記エンコーダ本体１８、１８ａの軸方向内側面と上記カバー３１、３１ａの軸方向外側面との干渉を防止しつつ、これら両側面同士を近接させる必要がある。但し、この為に上記外輪２の軸方向内端面と上記取付部２４の軸方向内側面との軸方向距離の寸法精度を高くする事はコストが嵩む為、好ましくない。
本発明のエンコーダ付転がり軸受ユニットは、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転速度検出装置付車輪用回転支持装置及びその組立方法のうち、請求項１に記載した回転速度検出装置付車輪用回転支持装置は、懸架装置を構成するナックルと、このナックルに対して車輪を回転自在に支持する為の転がり軸受ユニットと、この転がり軸受ユニットに組み付けられたエンコーダと、上記ナックルに組み付けられたセンサとを備える。
このうちの転がり軸受ユニットは、前述した従来から知られている回転速度検出装置付車輪用回転支持装置を構成するエンコーダ付転がり軸受ユニットと同様に、外輪と、内輪ユニットと、転動体と、カバーと、シールリップと、エンコーダとを備えた、アンギュラ型で背面組み合わせ型の複列転がり軸受である。
このうちの外輪は、外周面に外向フランジ状の取付部を、内周面に複列の外輪軌道を、それぞれ有し、使用時にも回転しない。
又、上記内輪ユニットは、外周面に複列の内輪軌道を有し、上記外輪の内径側にこの外輪と同心に支持されて、使用時に回転する。
又、上記転動体は、上記各内輪軌道と上記各外輪軌道との間に、それぞれ複数個ずつ設けられている。
又、上記カバーは、非磁性材製で、上記外輪の内端部に嵌合固定される外径側円筒部及びこの外径側円筒部の軸方向内端部から内径側に折れ曲がった円輪部を備え、上記外輪の内端部に装着されている。
又、上記シールリップは、上記カバーに装着されており、内周縁部を上記内輪ユニット若しくはこの内輪ユニットと共に回転する部分に全周に亙って摺接させている。
【００１７】
特に、本発明の回転速度検出装置付車輪用回転支持装置に於いては、軸方向内側の内輪軌道の軸方向内側に隣接する、この内輪軌道よりも大径の肩部よりも軸方向内側部分に、この肩部よりも小径の段部が形成されている。そして、この段部に、上記エンコーダを構成する支持環の内周縁部に設けた円筒部を外嵌支持すると共に、上記シールリップの先端縁をこの円筒部の外周面に摺接させている。
更に、上記カバーの軸方向内側面が、上記外輪の軸方向内端面よりも軸方向内方に突出しており、上記ナックルに組み付けられたセンサの検出部が、上記カバーの円輪部の軸方向内側面に当接している。
一方、請求項３に記載した回転速度検出装置付車輪用回転支持装置の組立方法は、上述の様な回転速度検出装置付車輪用回転支持装置を組み立てるべく、カバーを構成する外径側円筒部を外輪の内端部に嵌合固定する際に、押圧板と、芯出し用リングと、弾性部材とを備えた組み付け用治具を使用する。このうちの押圧板は、円板状で、軸方向寸法を規制された位置決め筒部を外周縁部に、軸方向外方に向け突出した状態で設けると共に、軸方向外側面の外径寄り端部で上記位置決め筒部の内径側部分に環状のシリンダ孔を形成している。又、上記芯出し用リングは、上記位置決め筒部の内径側でこのシリンダ孔の開口寄り部分に嵌装している。更に、上記弾性部材は、このシリンダ孔の奥部に嵌装されて上記芯出し用リングに、このシリンダ孔から抜け出る方向の弾力を付与している。そして、上記カバーのうちの外径側円筒部を上記芯出し用リングに内嵌すると共にこのカバーの円輪部を上記押圧板の軸方向外側面に当接させた状態でこの押圧板を上記外輪に向け、上記位置決め筒部の先端面が上記外輪の外周面に形成した取付部の軸方向内側面に付き当たるまで、上記芯出し用リングを上記弾性部材の弾力に抗して上記シリンダ孔内に押し込みつつ近付けて、上記外径側円筒部を上記外輪の内端部に嵌合固定する。
【００１８】
【作用】
上述の様に構成する本発明の回転速度検出装置付車輪用回転支持装置は、エンコーダから出てセンサの検出部に達する磁束の強度を十分に確保して、内輪ユニットの回転速度検出の信頼性確保を図れる。
先ず、小径の段部を設けた分、エンコーダを設けるべき空間部分の径方向に関する幅寸法を大きくできる。この為、このエンコーダの被検出面から出る磁束を強くして、センサの検出部に達する磁束の強度を十分に確保できる様になる。
又、外輪の加工精度を高くしなくても、例えば、請求項３に記載した組立方法の様に、適切な組み付け用治具を使用する事により、エンコーダの軸方向位置を厳密に規制できる。この為、上記幅寸法を大きくできる事と相まって、エンコーダの被検出面から出てセンサの検出部に達する磁束の強度を十分に確保できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本発明の回転速度検出装置付車輪用回転支持装置を構成するエンコーダ付転がり軸受ユニットは、外輪２ｂと、内輪ユニット３ａと、それぞれが転動体である複数個の玉６、６と、カバー３１ｂと、シールリップ３２ａと、エンコーダ７ｂとを備える。このうちの外輪２ｂは、内周面に複列の外輪軌道である第一、第二の外輪軌道１４、１５を、外周面に外向フランジ状の取付部２４を、それぞれ有する。
【００２０】
又、上記内輪ユニット３ａは、ハブ４ａと内輪５ｂとを組み合わせて成り、外周面に複列の内輪軌道である第一、第二の内輪軌道９、１１を有する。このうちのハブ４ａは、中間部外周面の軸方向外端寄り部分に車輪を支持固定する為のフランジ８を、このフランジ８よりも軸方向内側寄りの中間部外周面に上記第一の内輪軌道９を、軸方向内端部外周面に小径の段部１０を、それぞれ形成している。そして、この段部１０に上記内輪５ｂを外嵌固定して、上記内輪ユニット３ａを構成している。この様な内輪ユニット３ａは、上記第一、第二の外輪軌道１４、１５と上記第一、第二の内輪軌道９、１１との間に上記玉６、６を、それぞれ保持器１６、１６により転動自在に保持した状態でそれぞれ複数個ずつ設ける事により、上記外輪２ｂの内径側に、この外輪２ｂと同心に且つ回転自在に支持している。この状態で、上記各玉６、６に関する接触角が外向である、背面組み合わせ型の複列玉軸受を構成している。尚、図示の例は、駆動輪用の転がり軸受ユニットを対象としている為、上記ハブ４ａを略円筒状に形成し、このハブ４ａの中心部にスプライン孔３９を設けている。自動車への組み付け状態でこのスプライン孔３９には、図示しない等速ジョイントに付属のスプライン軸を係合させる。
【００２１】
又、上記カバー３１ｂは、ＳＵＳ３０４等の非磁性金属板等の非磁性材製で、使用時にも回転しない、上記外輪２ｂの内端部に装着している。上記カバー３１ｂは、互いに同心に設けられた外径側円筒部３４と内径側円筒部３５との軸方向内端縁同士を円輪部３６により連結して成るもので、断面コ字形で全体を円環状に形成している。この様なカバー３１ｂは、上記外径側円筒部３４を上記外輪２ｂの内端部に締り嵌めにより内嵌する事で固定しており、この状態で上記円輪部３６の軸方向の内側面３７を、上記外輪２ｂの軸方向の内端面３８よりも、軸方向内方に突出させている。尚、この様に内側面３７を内端面３８よりも突出させる量δは、０．５mm以下の僅かな値で良く、正の値である限り、厳密に規制する必要はない。
【００２２】
この様なカバー３１ｂを構成する上記内径側円筒部３５の内周面には、ゴムの如きエラストマー等の弾性材製により全体を円環状に形成した、前記シールリップ３２ａの基端部である外径側端部を、焼き付け、接着等により結合固定している。そして、上記シールリップ３２ａの先端である内周縁を、前記エンコーダ７ｂを構成する支持環１７ｂの一部に、全周に亙って摺接させている。
【００２３】
このエンコーダ７ｂは、軟鋼板等の磁性金属板製の支持環１７ｂと、永久磁石製で円輪状のエンコーダ本体１８ｂとを組み合わせて成る。この支持環１７ｂは、内周縁部に設けた円筒部１９ａの軸方向外端部を径方向外方に折り曲げる事により、円輪部２０ａを形成している。この円輪部２０ａは、断面略クランク形で、外径側半部が内径側半部よりも軸方向内方に位置しており、上記エンコーダ本体１８ｂは、このうちの外径側半部の軸方向内側面に、焼き付け、接着、自身の磁気吸着力等により、全周に亙って、上記支持環１７ｂと同心に添設している。上記エンコーダ本体１８ｂは、ゴム磁石、プラスチック磁石等の永久磁石で、軸方向（図１〜２の左右方向）に着磁されている。着磁方向は、円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化している。従って、上記エンコーダ本体１８ｂの軸方向内側面には、円周方向に亙ってＮ極とＳ極とが、交互に且つ等間隔で配置されている。
【００２４】
本例の場合には、上記エンコーダ７ｂを装着する、前記内輪５ｂの軸方向内端部に、前記第二の内輪軌道１１の軸方向内側に隣接する肩部３３ａよりも小径の段部４７を形成している。そして、上記カバー３１ｂ及びシールリップ３２ａとエンコーダ７ｂとを組み付けるべき転がり軸受ユニットの軸方向の内端側開口部４８の径方向に関する幅寸法Ｗ48を、上記肩部３３ａと上記段部４７との間の段差の高さＨ47分だけ、前述の図８に示した従来構造の場合に比べて大きくしている。上記エンコーダ７ｂを構成する支持環１７ｂの円筒部１９ａは、この様な段部４７に、締り嵌めにより外嵌固定している。
【００２５】
上記カバー３１ｂ及びシールリップ３２ａと上記支持環１７ｂとは、互いに組み合わされて組み合わせシールリングを構成し、前記外輪２ｂの内周面と前記内輪ユニット３ａの外周面との間で前記各玉６、６を設置した空間４９の軸方向内端側開口を塞ぐ。この状態で、上記シールリップ３２ａは上記円筒部１９ａの外周面に摺接し、上記エンコーダ本体１８ｂは、上記カバー３１ｂの円輪部３６の軸方向外側面に、微小隙間を介して近接対向する。又、転がり軸受ユニットへの組み付け状態で、上記円輪部３６の内側面３７と上記円筒部１９ａの軸方向内端縁とは、同一平面上に位置する。
【００２６】
上述の様なカバー３１ｂ及びシールリップ３２ａとエンコーダ７ｂとは、転がり軸受ユニットの軸方向内端部に組み付けるのに先立って組み立てておき、図３に示す様な組み付け用治具４０を使用して、上記軸方向内端部に組み付ける。この組み付け用治具４０は、厚肉円板状の押圧板４１と、短円筒状の芯出し用リング４２と、圧縮コイルばね等の弾性部材４３とから成る。このうちの押圧板４１の周縁部には、前記外輪２ｂの軸方向内端部の外径よりも僅かに大きな内径を有する位置決め筒部４４を突設している。この位置決め筒部４４の軸方向長さＬ44は、前記外輪２ｂの外周面に形成した取付部２４の軸方向内側面４６と、上記カバー３１ｂの円輪部３６の内側面３７との間の軸方向距離Ｌ31と厳密に一致させている。又、上記軸方向長さＬ44及び軸方向距離Ｌ31は、上記取付部２４の軸方向内側面４６と上記外輪２ｂの軸方向の内端面３８との軸方向距離Ｌ2bよりも僅かに大きく（Ｌ44＝Ｌ31＞Ｌ2b）している。又、上記軸方向長さＬ44及び軸方向距離Ｌ31と上記軸方向距離Ｌ2bとの差は、上記内側面３７を上記内端面３８よりも突出させる量δに一致させている（Ｌ44−Ｌ2b＝Ｌ31−Ｌ2b＝δ）。
【００２７】
又、上記押圧板４１の軸方向外側面の外径寄り端部に環状のシリンダ孔４５を形成し、このシリンダ孔４５内に上記芯出し用リング４２と弾性部材４３とを嵌装している。即ち、このシリンダ孔４５の奥部に弾性部材４３を挿入した状態で上記芯出し用リング４２をこのシリンダ孔４５内に、軸方向の変位自在に嵌装している。上記弾性部材４３の自由状態での軸方向の長さ寸法は、上記シリンダ孔４５の深さ寸法よりも短い。従って、上記芯出し用リング４２は、外力が作用しない場合には、図３に示す様に、基端部のみが上記シリンダ孔４５内に入り込んだ状態となる。これに対し、上記芯出し用リング４２に軸方向内方に向いた力が加わると、この芯出しリング４２が上記弾性部材４３の弾力に抗して上記シリンダ孔４５内に押し込まれる。この様な芯出しリング４２の内径は、上記カバー３１ｂの外径側円筒部３４の外径と同じか、これよりも僅かに大きくしている。従って上記カバー３１ｂは上記芯出しリング４２の内径側に、径方向に関するがたつきなく、言い換えれば中心軸を互いに一致させた状態で保持される。
【００２８】
上述の様に構成する組み付け用治具４０により、前述したカバー３１ｂ及びシールリップ３２ａとエンコーダ７ｂとを前記内端側開口部４８に装着するには、これらカバー３１ｂ及びシールリップ３２ａとエンコーダ７ｂとを組み合わせた状態で、図３に示す様に、上記芯出し用リング４２に、緩く内嵌支持する。次いで、前記位置決め筒部４４の先端部でこの芯出し用リング４２の先端面から突出した部分を、前記外輪２ｂの軸方向内端部に緩く外嵌する。この状態から、前記押圧板４１をこの外輪２ｂに向け強く押し付ければ、上記カバー３１ｂを構成する外径側円筒部３４が上記外輪２ｂに締り嵌めで内嵌され、上記エンコーダ７ｂの支持環１７ｂの内周縁部に設けた円筒部１９ａが前記段部４７に締り嵌めで外嵌される。即ち、上記押圧板４１を上記外輪２ｂに近づけると、上記芯出し用リング４２の先端面がこの外輪２ｂの内端面３８に突き当たり、上記シリンダ孔４５内に押し込まれて、上記外径側円筒部３４の周囲から退避する。そして、この外径側円筒部３４が上記外輪２ｂの軸方向内端部に内嵌される。
【００２９】
上記位置決め筒部４４の先端面を前記取付部２４の軸方向内側面４６に突き当てるまで、上記押圧板４１を上記外輪２ｂに近づければ、前述した通り、前記円輪部３６の軸方向の内側面３７が上記外輪２ｂの軸方向の内端面３８よりもδだけ軸方向内方に突出する状態に、この外輪２ｂに対し上記カバー３１ｂが組み付けられる。この状態では、上記取付部２４の軸方向内側面４６とこのカバー３１ｂを構成する円輪部３６の内側面３７との軸方向距離Ｌ31が、前記位置決め筒部４４の軸方向長さＬ44に一致する。又、上記エンコーダ７ｂの支持環１７ｂの円筒部１９ａの内端縁が、上記内側面３７と同一平面上に位置する。即ち、上記位置決め筒部４４の先端面を前記取付部２４の軸方向内側面４６に突き当てるまで、上記押圧板４１を上記外輪２ｂに近づけた状態では、上記取付部２４の軸方向内側面４６を基準として、上記カバー３１ｂに関する内側面３７の軸方向位置が厳密に規制される。これと同時に、この内側面３７を基準として、上記支持環１７ｂの軸方向位置が規制される。従って、この支持環１７ｂの形状並びに寸法精度を確保さえすれば、前記エンコーダ本体１８ｂを上記カバー３１ｂの円輪部３６の軸方向外側面に近接対向させる事ができる。尚、この状態では、上記支持環１７ｂの内径側半部と前記肩部３３ａの軸方向内側面とは当接せず、互いに離れた状態のままとなる。
【００３０】
前述の様に構成され、上述の様に組み立てられる、本例のエンコーダ付転がり軸受ユニットは、懸架装置を構成するナックル５０に対して上記外輪２ｂを、上記取付部２４により結合固定する。即ち、このナックル５０の軸方向外側面にこの取付部２４の軸方向内側面４６を突き当て、図示しないボルトによりこれらナックル５０と取付部２４とを結合固定する。そして、この状態で、このナックル５０の取付孔２７ａを挿通したセンサ２６ａの検出部３０ａが、上記カバー３１ｂに関する内側面３７に当接する。上記ナックル５０の軸方向外側面と上記取付孔２７ａとの位置関係は、前記内側面４６、３７間の軸方向距離Ｌ31との関係で、厳密に規制している。従って、上記検出部３０ａと上記エンコーダ本体１８ｂの軸方向内側面とは、上記カバー３１ｂの円輪部３６を含む微小隙間を介して近接対向する。
【００３１】
上記カバー３１ｂは非磁性材製であり、上記エンコーダ本体１８ｂの軸方向内側面から出た磁束が上記検出部３０ａに達する事を妨げない。又、これら軸方向内側面と検出部３０ａとの距離は厳密に規制できる。更に、前記エンコーダ７ｂを前記段部４７の周囲部分に設けている為、このエンコーダ７ｂを構成する上記エンコーダ本体１８ｂの径方向に関する幅寸法を十分に確保して、このエンコーダ本体１８ｂから出た磁束の強度を確保できる。これらにより、このエンコーダ本体１８ｂから出て上記検出部３０ａに達する磁束の強度を確保し、上記センサ２６ａによる回転速度検出の信頼性を確保できる。
【００３２】
次に、図４は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、カバー３１ｂを構成する内径側円筒部３５にその基端部を添着したシールリップ３２ｂが３本存在する。そして、これら各シールリップ３２ｂの先端縁を、エンコーダ７ｂを構成する支持環１７ｂの円筒部１９ａの外周面２個所位置と、円輪部２０ａの内径側半部の軸方向内側面の１個所位置とに、それぞれ全周に亙って摺接させている。この様な本例の場合には、上述した第１例の場合に比べて、シールリップの数を２本から３本に増やした分だけ、シール性の向上を図れる。その他の部分の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００３３】
次に、図５は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、エンコーダ７ｃを構成する支持環１７ｃの円筒部１９ｂの軸方向内端部に、径方向外方に折れ曲がった折り立て板部５１を、全周に亙って形成している。そして、カバー３１ｂを構成する内径側円筒部３５にその基端部を添着した３本のシールリップ３２ｃの先端縁を、上記円筒部１９ｂの外周面２個所位置と、上記折り立て板部５１の軸方向外側面の１個所位置とに、それぞれ全周に亙って摺接させている。前述の図４に示した第２例の構造の場合、支持環１７ｂの円輪部に摺接したシールリップは、泥水等の異物に働く遠心力に逆らってこの異物を密封しなければならないのに対し、上述の様な本例の場合には、上記折り立て板部５１の軸方向外側面とシールリップ３２ｃとの摺接部に付着した泥水等の異物が、上記支持環１７ｃの回転に伴う遠心力によって軸受の外部に振り飛ばされる。従って、玉６を設置した空間４９内への異物進入防止効果が、より優れたものとなる。その他の部分の構成及び作用は、前述した第１例或は上述した第２例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００３４】
尚、以上に述べた各実施の形態は、何れも第一の内輪軌道９をハブ４ａの外周面に直接形成した場合に就いて示しているが、この第一の内輪軌道９は、ハブと別体でこのハブの中間部に外嵌固定した内輪の外周面に形成する事もできる。又、転動体として、玉６、６に代えて円すいころを使用する事も可能である。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用する為、永久磁石製のエンコーダを使用し、しかもこのエンコーダに異物が付着する事を防止できる構造で、外輪の寸法精度を特に厳密に規制しなくても、センサの検出部に達する磁束の強度を確保できる。この為、回転速度検出の精度を確保できる構造を低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。
【図２】図１のＡ部拡大図。
【図３】カバー及びシールリップとエンコーダとを組み付け用治具に装着した状態を示す半部断面図。
【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同様の図。
【図５】同第３例を示す、図２と同様の図。
【図６】従来構造の第１例を示す半部断面図。
【図７】同第２例を示す半部断面図。
【図８】同第３例を示す部分拡大断面図。
【符号の説明】
１、１ａ エンコーダ付転がり軸受ユニット
２、２ａ、２ｂ 外輪
３、３ａ 内輪ユニット
４、４ａ ハブ
５、５ａ、５ｂ 内輪
６ 玉
７、７ａ、７ｂ、７ｃ エンコーダ
８ フランジ
９ 第一の内輪軌道
１０ 段部
１１ 第二の内輪軌道
１２ かしめ部
１３ 段差面
１４ 第一の外輪軌道
１５ 第二の外輪軌道
１６ 保持器
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ 支持環
１８、１８ａ、１８ｂ エンコーダ本体
１９、１９ａ、１９ｂ 円筒部
２０、２０ａ 円輪部
２１ シールリング
２２ シールリング
２３ 空間
２４ 取付部
２５ ナックル
２６、２６ａ センサ
２７、２７ａ 取付孔
２８ 取付フランジ
２９ ねじ
３０、３０ａ 検出部
３１、３１ａ、３１ｂ カバー
３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ シールリップ
３３、３３ａ 肩部
３４ 外径側円筒部
３５ 内径側円筒部
３６ 円輪部
３７ 内側面
３８ 内端面
３９ スプライン孔
４０ 組み付け用治具
４１ 押圧板
４２ 芯出し用リング
４３ 弾性部材
４４ 位置決め筒部
４５ シリンダ孔
４６ 内側面
４７ 段部
４８ 内端側開口部
４９ 空間
５０ ナックル
５１ 折り立て板部
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の懸架装置に車輪を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、回転速度検出装置付車輪用回転支持装置及びその組立方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の懸架装置に車輪を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に従来から、図６に示す様な回転速度検出装置付車輪用回転支持装置が使用されている。この回転速度検出装置付車輪用回転支持装置を構成するエンコーダ付転がり軸受ユニット１は、外輪２と、内輪ユニット３を構成するハブ４及び内輪５と、それぞれが転動体である複数個の玉６、６と、エンコーダ７とを備える。このうちのハブ４の外周面の軸方向外端部（軸方向に関して外とは、自動車への組み付け状態で幅方向外側。本明細書全体で同じ。各図の左側。）には、車輪を支持固定する為のフランジ８を設けている。又、このハブ４の中間部外周面には第一の内輪軌道９を、同じく軸方向内端部（軸方向に関して内とは、自動車への組み付け状態で幅方向中央寄りとなる側。本明細書全体で同じ。各図の右側。）には外径寸法が小さくなった段部１０を、それぞれ形成している。
【０００３】
上記段部１０には、外周面に第二の内輪軌道１１を形成した、上記内輪５を外嵌している。そして、上記ハブ４の内端部でこの内輪５の内端面よりも内方に突出した部分を直径方向外方に折り曲げる事によりかしめ部１２を形成し、このかしめ部１２により上記内輪５を、上記段部１０の端部に存在する段差面１３に向け押し付けている。尚、上記第一の内輪軌道９は、上記ハブ４の外周面に直接形成するのに代えて、その外周面にこの第一の内輪軌道９を形成した、別体の内輪を外嵌する事で設ける場合もある。又、上記ハブ４に対し内輪５を固定するには、このハブ４の内端部に形成した雄ねじ部にナットを螺合させる事により行なう場合もある。
【０００４】
又、上記外輪２の内周面には、上記第一の内輪軌道９と対向する第一の外輪軌道１４及び、上記第二の内輪軌道１１に対向する第二の外輪軌道１５を形成している。そして、これら第一、第二の内輪軌道９、１１と第一、第二の外輪軌道１４、１５との間に上記各玉６、６をそれぞれ複数個ずつ、それぞれ保持器１６、１６により転動自在に保持した状態で設けている。尚、図示の例では、転動体として玉６、６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。
【０００５】
又、上記内輪５の内端部外周面には、前記エンコーダ７を外嵌固定している。このエンコーダ７は、支持環１７と、この支持環１７の軸方向内側面に全周に亙って添着支持された、円輪状のエンコーダ本体１８とから成る。このエンコーダ本体１８は、ゴム或は合成樹脂中にフェライト等の磁性粉末を混入したゴム磁石、プラスチック磁石等の永久磁石で、軸方向（図６の左右方向）に着磁されている。着磁方向は、円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化している。従って、上記エンコーダ本体１８の軸方向内側面には、円周方向に亙ってＮ極とＳ極とが、交互に且つ等間隔で配置されている。一方、上記支持環１７は、金属板（好ましくは軟鋼板等の磁性金属板）を折り曲げる事により、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成したもので、円筒部１９とこの円筒部１９の軸方向内端部から直径方向外方に直角に折れ曲がった円輪部２０とから成る。この様な支持環１７は、上記円筒部１９の一端部を上記内輪５の内端部に、締り嵌めで外嵌する事により、この内輪５に支持固定している。又、上記エンコーダ本体１８は、上記円輪部２０の片側面に、接着、焼き付け（ゴム磁石の場合）、自身の磁気吸着力等により、添着支持されている。
【０００６】
又、前記外輪２の内端部にはシールリング２１を内嵌固定し、このシールリング２１のシールリップを、上記支持環１７に摺接させている。一方、上記外輪２の外端部には別のシールリング２２の外周縁を支持し、このシールリング２２の内周縁に設けた各シールリップを、前記ハブ４の中間部外周面に摺接させている。これら両シールリング２１、２２は、前記各玉６、６を設置した空間２３内に、雨水や塵芥等の異物が入り込む事を防止すると共に、この空間２３内に充填したグリースが外部に漏洩する事を防止する。
【０００７】
更に、上記外輪２の外周面には、外向フランジ状の取付部２４を設けている。エンコーダ付転がり軸受ユニット１を自動車に組み付けた状態で、上記取付部２４は、懸架装置を構成するナックル２５に、図示しないボルトにより結合固定する。又、このナックル２５に、センサ２６を支持固定している。即ち、このセンサ２６をこのナックル２５に形成した取付孔２７に、外径側から内径側に向け挿通した状態で、上記センサ２６の基部に設けた取付フランジ２８を、ねじ２９により上記ナックル２５に結合固定している。この状態で上記センサ２６の検出部３０は、前記エンコーダ本体１８の軸方向内側面に、微小隙間を介して対向する。
【０００８】
上述の様なエンコーダ付転がり軸受ユニット１により、車輪を懸架装置に対し回転自在に支持するには、上述した様に、上記外輪２を取付部２４によりナックル２５に結合固定すると共に、前記フランジ８に車輪を固定する。この様にして懸架装置に支持した車輪が回転すると、上記センサ２６の検出部３０の近傍を、上記エンコーダ本体１８の軸方向内側面に設けたＳ極とＮ極とが交互に通過する。この結果、上記センサ２６の出力が、上記車輪の回転速度に比例する周波数で変化する。従って、このセンサの出力を図示しない制御器に送れば、上記車輪の回転速度を検出して、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）を制御できる。
【０００９】
図６に示す様な従来構造の第１例の回転速度検出装置付車輪用回転支持装置を構成するエンコーダ付転がり軸受ユニット１の場合には、車輪と共に回転するエンコーダ７が外部に露出している為、車両が停止している間に上記エンコーダ７とセンサ２６との間に付着した水滴が凍結し、車両を再発進する際にこれらエンコーダ７或はセンサ２６が、凍結に基づいて破損する可能性がある他、エンコーダ本体１８に、鉄片、鉄粉等の強磁性体の小片、粉末等の異物が付着して、正確な回転速度検出を行なえなくなる可能性がある。この様な問題を解消する為の構造として、特開２０００−２４９１８３号公報には、図７に示す様な構造を有するエンコーダ付転がり軸受ユニットを組み込んだ回転速度検出装置付車輪用回転支持装置が記載されている。
【００１０】
この図７に示した従来構造の第２例の回転速度検出装置付車輪用回転支持装置を構成するエンコーダ付転がり軸受ユニット１ａの場合には、外輪２の軸方向内端開口部を、非磁性のステンレス鋼板、アルミニウム合金板、高機能樹脂等の非磁性の板材によりシャーレ状に形成したカバー３１により塞いでいる。この状態でエンコーダ７を構成するエンコーダ本体１８の側面は、上記カバー３１の片面に近接対向させている。これに対して、センサ２６の検出部３０の検出面（図７の左側面）は、上記カバー３１の他面に近接若しくは当接している。従って、上記検出部３０の検出面と上記エンコーダ７のエンコーダ本体１８とは、上記カバー３１を介して近接対向している。この様に構成する為、上記カバー３１の存在に基づき、上記センサ２６とエンコーダ７との間に、水や鉄片、鉄粉、磁気を帯びた破片等が入り込む事はない。この為、凍結に基づくセンサ２６やエンコーダ７の破損を防止すると共に、このエンコーダ７を構成するエンコーダ本体１８の軸方向内側面の規則的、周期的な磁気特性変化を乱したり劣化させたりする事を防止できる。又、上記カバー３１は非磁性材製である為、このカバー３１の存在が、上記センサ２６による回転速度検出の妨げになる事はない。
【００１１】
上記図７に示した従来構造の第２例は、従動輪（非駆動輪）用の回転速度検出装置付車輪用回転支持装置に関するものであるが、駆動輪用の回転速度検出装置付車輪用回転支持装置に適用できて永久磁石製のエンコーダに異物が付着するのを防止する構造として、米国特許第５９６９５１８号明細書には、図８に示す様な構造が記載されている。この図８に示した従来構造の第３例の場合、使用時にも回転しない外輪２ａの軸方向内端部に非磁性材製で環状のカバー３１ａを内嵌固定し、使用時に回転する内輪５ａの軸方向内端部にエンコーダ７ａを外嵌固定している。このエンコーダ７ａを構成する、永久磁石製のエンコーダ本体１８ａは、上記カバー３１ａと玉６との間に存在する。又、上記カバー３１ａの内周縁部に全周に亙って添設したシールリップ３２の内周縁部を、上記エンコーダ７ａを構成する支持環１７ａに、全周に亙って摺接させている。この様に構成される、従来構造の第３例の場合も、上記エンコーダ本体１８ａが、上記カバー３１ａと上記シールリップ３２とにより外部空間から遮断されている為、上記エンコーダ本体１８ａに異物が付着する事を防止できる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図７〜８に示した従来構造の第２〜３例の場合、永久磁石製のエンコーダ本体１８、１８ａに水分が付着してこれが凍結して破損したり、或は磁性材製の異物が付着して回転速度検出の妨げとなる事は防止できるが、それぞれ次の様な問題点がある。
先ず、図７に示した第２例の構造の場合には、カバー３１により外輪２の内端開口部全体を塞ぐ為、等速ジョイントの軸を挿通する事ができず、従動輪用にしか適用できない（駆動輪用に適用できない）。
【００１３】
又、図８に示した第３例の構造の場合には、内輪５ａの軸方向内端部に形成した大径の肩部３３の外周面と、外輪２ａの軸方向内端部内周面との間に存在する、径方向に関する幅寸法が限られた空間内に、エンコーダ本体１８ａとシールリップ３２とを、径方向に関して互いに直列に配置している。この為、このエンコーダ本体１８ａの径方向に関する幅寸法が限られる。このエンコーダ本体１８ａの幅寸法が限られる事により、このエンコーダ本体１８ａから出る磁束の強度を確保する事が難しくなり、安定した回転速度検出を行なえる様にする為の設計の自由度が限られる。
【００１４】
更に、上記第２〜３例の構造の場合には、何れも外輪２、２ａの軸方向内端面とカバー３１、３１ａの軸方向内側面との軸方向位置を一致（同一平面上に位置）させている。一方、センサ２６、２６ａは、上記外輪２を固定したナックル２５の取付孔に支持しており、このナックル２５の軸方向外端面は、上記外輪２の外周面に形成した取付部２４の軸方向内側面に突き当てている。この為、エンコーダ本体１８、１８ａの軸方向内側面と上記センサ２６、２６ａの検出部との距離である検出隙間の軸方向寸法は、上記外輪２の加工精度、具体的にはこの外輪２の軸方向内端面と上記取付部２４の軸方向内側面との軸方向距離の加工精度に大きく影響される。
【００１５】
これに対して、センサ２６、２６ａとエンコーダ本体１８、１８ａとの間に非磁性材製のカバー３１、３１ａを設ける構造は、このカバー３１、３１ａの厚さ寸法分だけ、上記検出隙間の軸方向寸法が嵩む事が避けられない。信頼性の高い回転速度検出を行なう為には、この検出隙間の軸方向寸法を小さくする事が好ましいので、上記カバー３１、３１ａを設ける構造の場合には、各部の寸法精度を高くして、上記エンコーダ本体１８、１８ａの軸方向内側面と上記カバー３１、３１ａの軸方向外側面との干渉を防止しつつ、これら両側面同士を近接させる必要がある。但し、この為に上記外輪２の軸方向内端面と上記取付部２４の軸方向内側面との軸方向距離の寸法精度を高くする事はコストが嵩む為、好ましくない。
本発明のエンコーダ付転がり軸受ユニットは、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転速度検出装置付車輪用回転支持装置及びその組立方法のうち、請求項１に記載した回転速度検出装置付車輪用回転支持装置は、懸架装置を構成するナックルと、このナックルに対して車輪を回転自在に支持する為の転がり軸受ユニットと、この転がり軸受ユニットに組み付けられたエンコーダと、上記ナックルに組み付けられたセンサとを備える。
このうちの転がり軸受ユニットは、前述した従来から知られている回転速度検出装置付車輪用回転支持装置を構成するエンコーダ付転がり軸受ユニットと同様に、外輪と、内輪ユニットと、転動体と、カバーと、シールリップと、エンコーダとを備えた、アンギュラ型で背面組み合わせ型の複列転がり軸受である。
このうちの外輪は、外周面に外向フランジ状の取付部を、内周面に複列の外輪軌道を、それぞれ有し、使用時にも回転しない。
又、上記内輪ユニットは、外周面に複列の内輪軌道を有し、上記外輪の内径側にこの外輪と同心に支持されて、使用時に回転する。
又、上記転動体は、上記各内輪軌道と上記各外輪軌道との間に、それぞれ複数個ずつ設けられている。
又、上記カバーは、非磁性材製で、上記外輪の内端部に嵌合固定される外径側円筒部及びこの外径側円筒部の軸方向内端部から内径側に折れ曲がった円輪部を備え、上記外輪の内端部に装着されている。
又、上記シールリップは、上記カバーに装着されており、内周縁部を上記内輪ユニット若しくはこの内輪ユニットと共に回転する部分に全周に亙って摺接させている。
【００１７】
特に、本発明の回転速度検出装置付車輪用回転支持装置に於いては、軸方向内側の内輪軌道の軸方向内側に隣接する、この内輪軌道よりも大径の肩部よりも軸方向内側部分に、この肩部よりも小径の段部が形成されている。そして、この段部に、上記エンコーダを構成する支持環の内周縁部に設けた円筒部を外嵌支持すると共に、上記シールリップの先端縁をこの円筒部の外周面に摺接させている。
更に、上記カバーの軸方向内側面が、上記外輪の軸方向内端面よりも軸方向内方に突出しており、上記ナックルに組み付けられたセンサの検出部が、上記カバーの円輪部の軸方向内側面に当接している。
一方、請求項３に記載した回転速度検出装置付車輪用回転支持装置の組立方法は、上述の様な回転速度検出装置付車輪用回転支持装置を組み立てるべく、カバーを構成する外径側円筒部を外輪の内端部に嵌合固定する際に、押圧板と、芯出し用リングと、弾性部材とを備えた組み付け用治具を使用する。このうちの押圧板は、円板状で、軸方向寸法を規制された位置決め筒部を外周縁部に、軸方向外方に向け突出した状態で設けると共に、軸方向外側面の外径寄り端部で上記位置決め筒部の内径側部分に環状のシリンダ孔を形成している。又、上記芯出し用リングは、上記位置決め筒部の内径側でこのシリンダ孔の開口寄り部分に嵌装している。更に、上記弾性部材は、このシリンダ孔の奥部に嵌装されて上記芯出し用リングに、このシリンダ孔から抜け出る方向の弾力を付与している。そして、上記カバーのうちの外径側円筒部を上記芯出し用リングに内嵌すると共にこのカバーの円輪部を上記押圧板の軸方向外側面に当接させた状態でこの押圧板を上記外輪に向け、上記位置決め筒部の先端面が上記外輪の外周面に形成した取付部の軸方向内側面に付き当たるまで、上記芯出し用リングを上記弾性部材の弾力に抗して上記シリンダ孔内に押し込みつつ近付けて、上記外径側円筒部を上記外輪の内端部に嵌合固定する。
【００１８】
【作用】
上述の様に構成する本発明の回転速度検出装置付車輪用回転支持装置は、エンコーダから出てセンサの検出部に達する磁束の強度を十分に確保して、内輪ユニットの回転速度検出の信頼性確保を図れる。
先ず、小径の段部を設けた分、エンコーダを設けるべき空間部分の径方向に関する幅寸法を大きくできる。この為、このエンコーダの被検出面から出る磁束を強くして、センサの検出部に達する磁束の強度を十分に確保できる様になる。
又、外輪の加工精度を高くしなくても、例えば、請求項３に記載した組立方法の様に、適切な組み付け用治具を使用する事により、エンコーダの軸方向位置を厳密に規制できる。この為、上記幅寸法を大きくできる事と相まって、エンコーダの被検出面から出てセンサの検出部に達する磁束の強度を十分に確保できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本発明の回転速度検出装置付車輪用回転支持装置を構成するエンコーダ付転がり軸受ユニットは、外輪２ｂと、内輪ユニット３ａと、それぞれが転動体である複数個の玉６、６と、カバー３１ｂと、シールリップ３２ａと、エンコーダ７ｂとを備える。このうちの外輪２ｂは、内周面に複列の外輪軌道である第一、第二の外輪軌道１４、１５を、外周面に外向フランジ状の取付部２４を、それぞれ有する。
【００２０】
又、上記内輪ユニット３ａは、ハブ４ａと内輪５ｂとを組み合わせて成り、外周面に複列の内輪軌道である第一、第二の内輪軌道９、１１を有する。このうちのハブ４ａは、中間部外周面の軸方向外端寄り部分に車輪を支持固定する為のフランジ８を、このフランジ８よりも軸方向内側寄りの中間部外周面に上記第一の内輪軌道９を、軸方向内端部外周面に小径の段部１０を、それぞれ形成している。そして、この段部１０に上記内輪５ｂを外嵌固定して、上記内輪ユニット３ａを構成している。この様な内輪ユニット３ａは、上記第一、第二の外輪軌道１４、１５と上記第一、第二の内輪軌道９、１１との間に上記玉６、６を、それぞれ保持器１６、１６により転動自在に保持した状態でそれぞれ複数個ずつ設ける事により、上記外輪２ｂの内径側に、この外輪２ｂと同心に且つ回転自在に支持している。この状態で、上記各玉６、６に関する接触角が外向である、背面組み合わせ型の複列玉軸受を構成している。尚、図示の例は、駆動輪用の転がり軸受ユニットを対象としている為、上記ハブ４ａを略円筒状に形成し、このハブ４ａの中心部にスプライン孔３９を設けている。自動車への組み付け状態でこのスプライン孔３９には、図示しない等速ジョイントに付属のスプライン軸を係合させる。
【００２１】
又、上記カバー３１ｂは、ＳＵＳ３０４等の非磁性金属板等の非磁性材製で、使用時にも回転しない、上記外輪２ｂの内端部に装着している。上記カバー３１ｂは、互いに同心に設けられた外径側円筒部３４と内径側円筒部３５との軸方向内端縁同士を円輪部３６により連結して成るもので、断面コ字形で全体を円環状に形成している。この様なカバー３１ｂは、上記外径側円筒部３４を上記外輪２ｂの内端部に締り嵌めにより内嵌する事で固定しており、この状態で上記円輪部３６の軸方向の内側面３７を、上記外輪２ｂの軸方向の内端面３８よりも、軸方向内方に突出させている。尚、この様に内側面３７を内端面３８よりも突出させる量δは、０．５mm以下の僅かな値で良く、正の値である限り、厳密に規制する必要はない。
【００２２】
この様なカバー３１ｂを構成する上記内径側円筒部３５の内周面には、ゴムの如きエラストマー等の弾性材製により全体を円環状に形成した、前記シールリップ３２ａの基端部である外径側端部を、焼き付け、接着等により結合固定している。そして、上記シールリップ３２ａの先端である内周縁を、前記エンコーダ７ｂを構成する支持環１７ｂの一部に、全周に亙って摺接させている。
【００２３】
このエンコーダ７ｂは、軟鋼板等の磁性金属板製の支持環１７ｂと、永久磁石製で円輪状のエンコーダ本体１８ｂとを組み合わせて成る。この支持環１７ｂは、内周縁部に設けた円筒部１９ａの軸方向外端部を径方向外方に折り曲げる事により、円輪部２０ａを形成している。この円輪部２０ａは、断面略クランク形で、外径側半部が内径側半部よりも軸方向内方に位置しており、上記エンコーダ本体１８ｂは、このうちの外径側半部の軸方向内側面に、焼き付け、接着、自身の磁気吸着力等により、全周に亙って、上記支持環１７ｂと同心に添設している。上記エンコーダ本体１８ｂは、ゴム磁石、プラスチック磁石等の永久磁石で、軸方向（図１〜２の左右方向）に着磁されている。着磁方向は、円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化している。従って、上記エンコーダ本体１８ｂの軸方向内側面には、円周方向に亙ってＮ極とＳ極とが、交互に且つ等間隔で配置されている。
【００２４】
本例の場合には、上記エンコーダ７ｂを装着する、前記内輪５ｂの軸方向内端部に、前記第二の内輪軌道１１の軸方向内側に隣接する肩部３３ａよりも小径の段部４７を形成している。そして、上記カバー３１ｂ及びシールリップ３２ａとエンコーダ７ｂとを組み付けるべき転がり軸受ユニットの軸方向の内端側開口部４８の径方向に関する幅寸法Ｗ48を、上記肩部３３ａと上記段部４７との間の段差の高さＨ47分だけ、前述の図８に示した従来構造の場合に比べて大きくしている。上記エンコーダ７ｂを構成する支持環１７ｂの円筒部１９ａは、この様な段部４７に、締り嵌めにより外嵌固定している。
【００２５】
上記カバー３１ｂ及びシールリップ３２ａと上記支持環１７ｂとは、互いに組み合わされて組み合わせシールリングを構成し、前記外輪２ｂの内周面と前記内輪ユニット３ａの外周面との間で前記各玉６、６を設置した空間４９の軸方向内端側開口を塞ぐ。この状態で、上記シールリップ３２ａは上記円筒部１９ａの外周面に摺接し、上記エンコーダ本体１８ｂは、上記カバー３１ｂの円輪部３６の軸方向外側面に、微小隙間を介して近接対向する。又、転がり軸受ユニットへの組み付け状態で、上記円輪部３６の内側面３７と上記円筒部１９ａの軸方向内端縁とは、同一平面上に位置する。
【００２６】
上述の様なカバー３１ｂ及びシールリップ３２ａとエンコーダ７ｂとは、転がり軸受ユニットの軸方向内端部に組み付けるのに先立って組み立てておき、図３に示す様な組み付け用治具４０を使用して、上記軸方向内端部に組み付ける。この組み付け用治具４０は、厚肉円板状の押圧板４１と、短円筒状の芯出し用リング４２と、圧縮コイルばね等の弾性部材４３とから成る。このうちの押圧板４１の周縁部には、前記外輪２ｂの軸方向内端部の外径よりも僅かに大きな内径を有する位置決め筒部４４を突設している。この位置決め筒部４４の軸方向長さＬ44は、前記外輪２ｂの外周面に形成した取付部２４の軸方向内側面４６と、上記カバー３１ｂの円輪部３６の内側面３７との間の軸方向距離Ｌ31と厳密に一致させている。又、上記軸方向長さＬ44及び軸方向距離Ｌ31は、上記取付部２４の軸方向内側面４６と上記外輪２ｂの軸方向の内端面３８との軸方向距離Ｌ2bよりも僅かに大きく（Ｌ44＝Ｌ31＞Ｌ2b）している。又、上記軸方向長さＬ44及び軸方向距離Ｌ31と上記軸方向距離Ｌ2bとの差は、上記内側面３７を上記内端面３８よりも突出させる量δに一致させている（Ｌ44−Ｌ2b＝Ｌ31−Ｌ2b＝δ）。
【００２７】
又、上記押圧板４１の軸方向外側面の外径寄り端部に環状のシリンダ孔４５を形成し、このシリンダ孔４５内に上記芯出し用リング４２と弾性部材４３とを嵌装している。即ち、このシリンダ孔４５の奥部に弾性部材４３を挿入した状態で上記芯出し用リング４２をこのシリンダ孔４５内に、軸方向の変位自在に嵌装している。上記弾性部材４３の自由状態での軸方向の長さ寸法は、上記シリンダ孔４５の深さ寸法よりも短い。従って、上記芯出し用リング４２は、外力が作用しない場合には、図３に示す様に、基端部のみが上記シリンダ孔４５内に入り込んだ状態となる。これに対し、上記芯出し用リング４２に軸方向内方に向いた力が加わると、この芯出しリング４２が上記弾性部材４３の弾力に抗して上記シリンダ孔４５内に押し込まれる。この様な芯出しリング４２の内径は、上記カバー３１ｂの外径側円筒部３４の外径と同じか、これよりも僅かに大きくしている。従って上記カバー３１ｂは上記芯出しリング４２の内径側に、径方向に関するがたつきなく、言い換えれば中心軸を互いに一致させた状態で保持される。
【００２８】
上述の様に構成する組み付け用治具４０により、前述したカバー３１ｂ及びシールリップ３２ａとエンコーダ７ｂとを前記内端側開口部４８に装着するには、これらカバー３１ｂ及びシールリップ３２ａとエンコーダ７ｂとを組み合わせた状態で、図３に示す様に、上記芯出し用リング４２に、緩く内嵌支持する。次いで、前記位置決め筒部４４の先端部でこの芯出し用リング４２の先端面から突出した部分を、前記外輪２ｂの軸方向内端部に緩く外嵌する。この状態から、前記押圧板４１をこの外輪２ｂに向け強く押し付ければ、上記カバー３１ｂを構成する外径側円筒部３４が上記外輪２ｂに締り嵌めで内嵌され、上記エンコーダ７ｂの支持環１７ｂの内周縁部に設けた円筒部１９ａが前記段部４７に締り嵌めで外嵌される。即ち、上記押圧板４１を上記外輪２ｂに近づけると、上記芯出し用リング４２の先端面がこの外輪２ｂの内端面３８に突き当たり、上記シリンダ孔４５内に押し込まれて、上記外径側円筒部３４の周囲から退避する。そして、この外径側円筒部３４が上記外輪２ｂの軸方向内端部に内嵌される。
【００２９】
上記位置決め筒部４４の先端面を前記取付部２４の軸方向内側面４６に突き当てるまで、上記押圧板４１を上記外輪２ｂに近づければ、前述した通り、前記円輪部３６の軸方向の内側面３７が上記外輪２ｂの軸方向の内端面３８よりもδだけ軸方向内方に突出する状態に、この外輪２ｂに対し上記カバー３１ｂが組み付けられる。この状態では、上記取付部２４の軸方向内側面４６とこのカバー３１ｂを構成する円輪部３６の内側面３７との軸方向距離Ｌ31が、前記位置決め筒部４４の軸方向長さＬ44に一致する。又、上記エンコーダ７ｂの支持環１７ｂの円筒部１９ａの内端縁が、上記内側面３７と同一平面上に位置する。即ち、上記位置決め筒部４４の先端面を前記取付部２４の軸方向内側面４６に突き当てるまで、上記押圧板４１を上記外輪２ｂに近づけた状態では、上記取付部２４の軸方向内側面４６を基準として、上記カバー３１ｂに関する内側面３７の軸方向位置が厳密に規制される。これと同時に、この内側面３７を基準として、上記支持環１７ｂの軸方向位置が規制される。従って、この支持環１７ｂの形状並びに寸法精度を確保さえすれば、前記エンコーダ本体１８ｂを上記カバー３１ｂの円輪部３６の軸方向外側面に近接対向させる事ができる。尚、この状態では、上記支持環１７ｂの内径側半部と前記肩部３３ａの軸方向内側面とは当接せず、互いに離れた状態のままとなる。
【００３０】
前述の様に構成され、上述の様に組み立てられる、本例のエンコーダ付転がり軸受ユニットは、懸架装置を構成するナックル５０に対して上記外輪２ｂを、上記取付部２４により結合固定する。即ち、このナックル５０の軸方向外側面にこの取付部２４の軸方向内側面４６を突き当て、図示しないボルトによりこれらナックル５０と取付部２４とを結合固定する。そして、この状態で、このナックル５０の取付孔２７ａを挿通したセンサ２６ａの検出部３０ａが、上記カバー３１ｂに関する内側面３７に当接する。上記ナックル５０の軸方向外側面と上記取付孔２７ａとの位置関係は、前記内側面４６、３７間の軸方向距離Ｌ31との関係で、厳密に規制している。従って、上記検出部３０ａと上記エンコーダ本体１８ｂの軸方向内側面とは、上記カバー３１ｂの円輪部３６を含む微小隙間を介して近接対向する。
【００３１】
上記カバー３１ｂは非磁性材製であり、上記エンコーダ本体１８ｂの軸方向内側面から出た磁束が上記検出部３０ａに達する事を妨げない。又、これら軸方向内側面と検出部３０ａとの距離は厳密に規制できる。更に、前記エンコーダ７ｂを前記段部４７の周囲部分に設けている為、このエンコーダ７ｂを構成する上記エンコーダ本体１８ｂの径方向に関する幅寸法を十分に確保して、このエンコーダ本体１８ｂから出た磁束の強度を確保できる。これらにより、このエンコーダ本体１８ｂから出て上記検出部３０ａに達する磁束の強度を確保し、上記センサ２６ａによる回転速度検出の信頼性を確保できる。
【００３２】
次に、図４は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、カバー３１ｂを構成する内径側円筒部３５にその基端部を添着したシールリップ３２ｂが３本存在する。そして、これら各シールリップ３２ｂの先端縁を、エンコーダ７ｂを構成する支持環１７ｂの円筒部１９ａの外周面２個所位置と、円輪部２０ａの内径側半部の軸方向内側面の１個所位置とに、それぞれ全周に亙って摺接させている。この様な本例の場合には、上述した第１例の場合に比べて、シールリップの数を２本から３本に増やした分だけ、シール性の向上を図れる。その他の部分の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００３３】
次に、図５は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、エンコーダ７ｃを構成する支持環１７ｃの円筒部１９ｂの軸方向内端部に、径方向外方に折れ曲がった折り立て板部５１を、全周に亙って形成している。そして、カバー３１ｂを構成する内径側円筒部３５にその基端部を添着した３本のシールリップ３２ｃの先端縁を、上記円筒部１９ｂの外周面２個所位置と、上記折り立て板部５１の軸方向外側面の１個所位置とに、それぞれ全周に亙って摺接させている。前述の図４に示した第２例の構造の場合、支持環１７ｂの円輪部に摺接したシールリップは、泥水等の異物に働く遠心力に逆らってこの異物を密封しなければならないのに対し、上述の様な本例の場合には、上記折り立て板部５１の軸方向外側面とシールリップ３２ｃとの摺接部に付着した泥水等の異物が、上記支持環１７ｃの回転に伴う遠心力によって軸受の外部に振り飛ばされる。従って、玉６を設置した空間４９内への異物進入防止効果が、より優れたものとなる。その他の部分の構成及び作用は、前述した第１例或は上述した第２例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００３４】
尚、以上に述べた各実施の形態は、何れも第一の内輪軌道９をハブ４ａの外周面に直接形成した場合に就いて示しているが、この第一の内輪軌道９は、ハブと別体でこのハブの中間部に外嵌固定した内輪の外周面に形成する事もできる。又、転動体として、玉６、６に代えて円すいころを使用する事も可能である。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用する為、永久磁石製のエンコーダを使用し、しかもこのエンコーダに異物が付着する事を防止できる構造で、外輪の寸法精度を特に厳密に規制しなくても、センサの検出部に達する磁束の強度を確保できる。この為、回転速度検出の精度を確保できる構造を低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。
【図２】図１のＡ部拡大図。
【図３】カバー及びシールリップとエンコーダとを組み付け用治具に装着した状態を示す半部断面図。
【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同様の図。
【図５】同第３例を示す、図２と同様の図。
【図６】従来構造の第１例を示す半部断面図。
【図７】同第２例を示す半部断面図。
【図８】同第３例を示す部分拡大断面図。
【符号の説明】
１、１ａ エンコーダ付転がり軸受ユニット
２、２ａ、２ｂ 外輪
３、３ａ 内輪ユニット
４、４ａ ハブ
５、５ａ、５ｂ 内輪
６ 玉
７、７ａ、７ｂ、７ｃ エンコーダ
８ フランジ
９ 第一の内輪軌道
１０ 段部
１１ 第二の内輪軌道
１２ かしめ部
１３ 段差面
１４ 第一の外輪軌道
１５ 第二の外輪軌道
１６ 保持器
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ 支持環
１８、１８ａ、１８ｂ エンコーダ本体
１９、１９ａ、１９ｂ 円筒部
２０、２０ａ 円輪部
２１ シールリング
２２ シールリング
２３ 空間
２４ 取付部
２５ ナックル
２６、２６ａ センサ
２７、２７ａ 取付孔
２８ 取付フランジ
２９ ねじ
３０、３０ａ 検出部
３１、３１ａ、３１ｂ カバー
３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ シールリップ
３３、３３ａ 肩部
３４ 外径側円筒部
３５ 内径側円筒部
３６ 円輪部
３７ 内側面
３８ 内端面
３９ スプライン孔
４０ 組み付け用治具
４１ 押圧板
４２ 芯出し用リング
４３ 弾性部材
４４ 位置決め筒部
４５ シリンダ孔
４６ 内側面
４７ 段部
４８ 内端側開口部
４９ 空間
５０ ナックル
５１ 折り立て板部
Claims (3)
- 懸架装置を構成するナックルと、このナックルに対して車輪を回転自在に支持する為の転がり軸受ユニットと、この転がり軸受ユニットに組み付けられたエンコーダと、上記ナックルに組み付けられたセンサとを備え、
このうちの転がり軸受ユニットは、外周面に外向フランジ状の取付部を、内周面に複列の外輪軌道を、それぞれ有し、使用時にも回転しない外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有し、この外輪の内径側にこの外輪と同心に支持されて、使用時に回転する内輪ユニットと、これら各内輪軌道と上記各外輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ設けられた転動体と、上記外輪の内端部に装着された、この外輪の内端部に嵌合固定される外径側円筒部及びこの外径側円筒部の軸方向内端部から内径側に折れ曲がった円輪部を備えた、非磁性材製で環状のカバーと、このカバーに装着され、内周縁部を上記内輪ユニット若しくはこの内輪ユニットと共に回転する部分に全周に亙って摺接させたシールリップとを備えた、アンギュラ型で背面組み合わせ型の複列転がり軸受であり、
上記エンコーダは、軸方向内側面にＳ極とＮ極とを交互に配置して成る円輪状の永久磁石を含んで構成され、上記カバーと上記転動体との間で上記内輪ユニットに支持されている回転速度検出装置付車輪用回転支持装置に於いて、
軸方向内側の内輪軌道の軸方向内側に隣接する、この内輪軌道よりも大径の肩部よりも軸方向内側部分に、この肩部よりも小径の段部が形成されており、この段部に、上記エンコーダを構成する支持環の内周縁部に設けた円筒部を外嵌支持すると共に、上記シールリップの先端縁をこの円筒部の外周面に摺接させており、
上記カバーを構成する円輪部の軸方向内側面が上記外輪の軸方向内端面よりも軸方向内方に突出していて、上記ナックルに組み付けられたセンサの検出部が、上記カバーの円輪部の軸方向内側面に当接している事を特徴とする回転速度検出装置付車輪用回転支持装置。 - カバーを構成する円輪部の軸方向内側面が外輪の軸方向内端面よりも軸方向内方に突出する量が、０．５mm以下である、請求項１に記載した回転速度検出装置付車輪用回転支持装置。
- 請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した回転速度検出装置付車輪用回転支持装置を組み立てるべく、カバーを構成する外径側円筒部を外輪の内端部に嵌合固定する際に、軸方向寸法を規制された位置決め筒部を外周縁部に、軸方向外方に向け突出した状態で設けると共に、軸方向外側面の外径寄り端部で上記位置決め筒部の内径側部分に環状のシリンダ孔を形成した円板状の押圧板と、上記位置決め筒部の内径側でこのシリンダ孔の開口寄り部分に嵌装した芯出し用リングと、このシリンダ孔の奥部に嵌装されてこの芯出し用リングに、このシリンダ孔から抜け出る方向の弾力を付与する弾性部材とを備えた組み付け用治具を使用し、上記カバーのうちの外径側円筒部を上記芯出し用リングに内嵌すると共にこのカバーの円輪部を上記押圧板の軸方向外側面に当接させた状態でこの押圧板を上記外輪に向け、上記位置決め筒部の先端面が上記外輪の外周面に形成した取付部の軸方向内側面に付き当たるまで、上記芯出し用リングを上記弾性部材の弾力に抗して上記シリンダ孔内に押し込みつつ近付けて、上記外径側円筒部を上記外輪の内端部に嵌合固定する、回転速度検出装置付車輪用回転支持装置の組立方法。
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