JP4784967B2 - 回転速度検出装置付き車輪用軸受装置 - Google Patents

回転速度検出装置付き車輪用軸受装置 Download PDF

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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、この車輪の回転速度を検出する回転速度検出装置が内蔵された回転速度検出装置付き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、アンチロックブレーキシステム(ABS)を制御し、車輪の回転速度を検出する回転速度検出装置が内蔵された回転速度検出装置付き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ると共に、磁気エンコーダと、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とで回転速度検出装置が構成されている。
前記回転速度センサは、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ものが一般的である。しかし、この回転速度センサと磁気エンコーダとのエアギャップ調整作業の煩雑さを解消すると共に、よりコンパクト化を狙って最近では、回転速度センサをも軸受に内蔵した回転速度検出装置付き車輪用軸受装置が提案されている。
このような回転速度検出装置付き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。この回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は、図示しない懸架装置に支持固定され、固定部材となる外方部材61と、この外方部材61に複列の転動体(ボール)63、63を介して内挿された内方部材62とを有している。外方部材61は、外周に車体取付フランジ61bを一体に有し、内周には複列の外側転走面61a、61aが形成されている。一方、内方部材62は、前記した外方部材61の外側転走面61a、61aに対向する複列の内側転走面65a、66aが形成されている。これら複列の内側転走面65a、66aのうち一方の内側転走面65aはハブ輪65の外周に一体形成され、他方の内側転走面66aは内輪66の外周に形成されている。この内輪66は、ハブ輪65の内側転走面65aから軸方向に延びる円筒状の小径段部65bに圧入されている。そして、複列の転動体63、63がこれら両転走面間にそれぞれ収容され、保持器67、67によって転動自在に保持されている。
ハブ輪65は、外周に車輪(図示せず)を取り付けるための車輪取付フランジ64を一体に有し、この車輪取付フランジ64の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト64aが植設されている。また、ハブ輪65の内周にはセレーション65cが形成され、図示しない等速自在継手を構成する外側継手部材70のステム部71が内嵌されている。内方部材62は、このハブ輪65と内輪66を指す。そして、外方部材61の端部にはシール68、69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。
インボード側のシール69は、図10に拡大して示すように、外方部材61の端部内周に内嵌され、断面L字状に形成された第1のシール板72と、この第1のシール板72に対向し、断面L字状に形成された第2のシール板73とからなる。この第2のシール板73は、内輪66に外嵌される円筒部73aと、この円筒部73aから径方向外方に延びる立板部73bとを有し、この立板部73bの外側面には、磁性体粉が混入され、周方向に交互に磁極N、Sが形成されたゴム磁石からなる磁気エンコーダ74が一体に加硫接着されている。
一方、第1のシール板72は、断面L字状に形成された芯金75と、この芯金75に一体に加硫接着され、前記第2のシール板73における立板部73bの内側面に摺接するサイドリップ76aと、円筒部73aに摺接する一対のラジアルリップ76b、76cとからなるシール部材76とを有している。
外方部材61の端部には、嵌合筒77と、この嵌合筒77に結合された保持部78とからなる円環状のセンサホルダ79が装着されている。嵌合筒77は、嵌合筒部77aと、この嵌合筒部77aから径方向内方に延びる内向鍔部77bとからなり、断面L字状で全体として円環状に形成されている。
保持部78は、その内部に前記磁気エンコーダ74に所定のエアギャップを介して対峙する回転速度センサ80が包埋され、合成樹脂で円弧状に一体モールド成形されている。回転速度センサ80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と、この磁気検出素子の出力波形を整える波形成形回路が組み込まれたICとからなる。
ここで、内輪66の端面と嵌合筒77の内向鍔部77bとを微小隙間81を介して全周に亙り近接対向させてラビリンスシールが構成されている。これにより、自動車の完成品メーカの組立ラインへの搬送時を含む、ハブ輪65の内径に外側継手部材70のステム部71を嵌合する以前の状態でも、磁気エンコーダ74と回転速度センサ80の検出部との間に、外部から磁性粉末等の異物が侵入するのを防止できる。したがって、車輪の回転速度検出の信頼性向上を図ることができる。
特開2003−254985号公報
こうした従来の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は、自動車の完成品メーカの組立ラインへの搬送時を含む、ハブ輪65の内径に外側継手部材70のステム部71を嵌合する以前の状態でも、磁気エンコーダ74と回転速度センサ80の検出部との間に、外部から磁性粉末等の異物が侵入するのを防止できる特徴を具備するも、しかしながら、嵌合筒77が外方部材61の端部に圧入嵌合して固定されているだけで、センサホルダ79が軸方向に移動する恐れがある。すなわち、この種の車輪用軸受装置にあっては、走行時に様々な振動が発生すると共に、外方部材61には負荷される荷重によって繰り返し変形が生じるために嵌合筒77が微動し、磁気エンコーダ74と回転速度センサ80の検出部との間のエアギャップが崩れる恐れがある。これにより、車輪の回転速度検出の信頼性が低下するだけでなく、長期間の使用において、センサホルダ79が外方部材61から脱落する恐れがあった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、長期間に亘って車輪の回転速度検出の信頼性を維持させた回転速度検出装置付き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、外周に車体に取り付け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内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材および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、前記外方部材の端部に装着され、回転速度センサを有するセンサホルダと、前記内輪に外嵌され、前記回転速度センサに所定のエアギャップを介して対向配置された磁気エンコーダとを備えた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、前記センサホルダが、前記外方部材の端部に外嵌された嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、前記外方部材の端面に密着させる鍔部と、この鍔部から軸方向に延びる底部とからなる鋼板製のカバーと、このカバーの底部に一体モールドされ、前記回転速度センサが包埋された合成樹脂製の保持部とを備え、前記カバーの嵌合部の略中央部を、前記外方部材の外周に形成された環状の係止溝に対して、ローリング加締にて全周に亙って塑性変形させ、前記外方部材に対して前記カバーを軸方向に固定すると共に、当該底部と前記内輪との環状空間内にシールが装着され、当該シールが前記磁気エンコーダのインボード側に配置されている構成を採用した。
このように、内輪回転タイプの回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、センサホルダが、外方部材の端部に外嵌された嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、外方部材の端面に密着させる鍔部と、この鍔部から軸方向に延びる底部とからなる鋼板製のカバーと、このカバーの底部に一体モールドされ、回転速度センサが包埋された合成樹脂製の保持部とを備え、カバーの嵌合部の略中央部を、外方部材の外周に形成された環状の係止溝に対して、ローリング加締にて全周に亙って塑性変形させ、外方部材に対してカバーを軸方向に固定すると共に、当該底部と内輪との環状空間内にシールが装着され、当該シールが前記磁気エンコーダのインボード側に配置されているので、車両走行時に振動が発生したり、また、外方部材に大きな荷重が負荷されて変形が生じても、カバーは外方部材に強固に固定され、外方部材に対して移動することはない。したがって、長期間に亘って磁気エンコーダと回転速度センサの検出部との間のエアギャップを初期に設定された状態に維持することができ、車輪の回転速度検出の信頼性が向上する。また、磁気エンコーダと回転速度センサの検出部がシールによって外部から遮断され、自動車の完成品メーカの組立ラインへの搬送時や、過酷な環境となる実走時においても、磁気エンコーダと回転速度センサの検出部との間に外部から磁性粉末等の異物が侵入するのを確実に防止することができる。
本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は、外周に車体に取り付け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内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材および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、前記外方部材の端部に装着され、回転速度センサを有するセンサホルダと、前記内輪に外嵌され、前記回転速度センサに所定のエアギャップを介して対向配置された磁気エンコーダとを備えた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、前記センサホルダが、前記外方部材の端部に外嵌された嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、前記外方部材の端面に密着させる鍔部と、この鍔部から軸方向に延びる底部とからなる鋼板製のカバーと、このカバーの底部に一体モールドされ、前記回転速度センサが包埋された合成樹脂製の保持部とを備え、前記カバーの嵌合部の略中央部を、前記外方部材の外周に形成された環状の係止溝に対して、ローリング加締にて全周に亙って塑性変形させ、前記外方部材に対して前記カバーを軸方向に固定すると共に、当該底部と前記内輪との環状空間内にシールが装着され、当該シールが前記磁気エンコーダのインボード側に配置されているので、車両走行時に振動が発生したり、また、外方部材に大きな荷重が負荷されて変形が生じても、カバーは外方部材に強固に固定され、外方部材に対して移動することはない。したがって、長期間に亘って磁気エンコーダと回転速度センサの検出部との間のエアギャップを初期に設定された状態に維持することができ、車輪の回転速度検出の信頼性が向上する。また、磁気エンコーダと回転速度センサの検出部がシールによって外部から遮断され、自動車の完成品メーカの組立ラインへの搬送時や、過酷な環境となる実走時においても、磁気エンコーダと回転速度センサの検出部との間に外部から磁性粉末等の異物が侵入するのを確実に防止することができる。
外周に車体に取り付け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に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の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に対向する他方の内側転走面が形成された内輪とからなる内方部材と、この内方部材および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、前記外方部材の端部に装着され、回転速度センサを有するセンサホルダと、前記内輪に外嵌され、前記回転速度センサに所定のエアギャップを介して対向配置された磁気エンコーダとを備えた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、前記センサホルダが、前記外方部材の端部に外嵌された嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、前記外方部材の端面に密着させる鍔部と、この鍔部から軸方向に延びる底部とからなる鋼板製のカバーと、このカバーの底部に一体モールドされ、前記回転速度センサが包埋された合成樹脂製の保持部とを備え、前記カバーにおける嵌合部の略中央部を、前記外方部材の外周に形成された環状の係止溝に対して、ローリング加締にて全周に亙って塑性変形させ、前記外方部材に対して前記カバーを軸方向に固定すると共に、当該底部と前記内輪との環状空間内にシールが装着され、当該シールが前記磁気エンコーダのインボード側に配置されている
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、本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の参考例を示す縦断面図、図2は、図1の要部拡大図、図3は、図2のセンサホルダの変形例を示す一部を断面した正面図である。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トボード側(図面左側)、中央寄り側をインボード側(図面右側)という。
この回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は駆動輪用の第3世代と称され、ハブ輪1と内輪2からなる内方部材3と、この内方部材3に複列の転動体(ボール)4、4を介して外挿された外方部材5とを備えている。
ハブ輪1は、アウトボード側の端部に車輪(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、外周にはアウトボード側の内側転走面1aと、この内側転走面1aから軸方向に延びる円筒状の小径段部1bが形成されている。この小径段部1bには外周にインボード側の内側転走面2aが形成された内輪2が所定のシメシロを介して圧入されている。
外方部材5は、S53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中炭素鋼からなり、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5bを一体に有し、内周には前記複列の内側転走面1a、2aに対向する複列の外側転走面5a、5aが一体に形成されている。これら外側転走面5a、5aには高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化層が形成されている。この外方部材5の外側転走面5a、5aと、これらに対向する複列の内側転走面1a、2a間には複列の転動体4、4がそれぞれ収容され、保持器7、7によって転動自在に保持されている。また、外方部材5の端部にはシール8、9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1は、S53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中炭素鋼からなり、アウトボード側のシール8が摺接するシールランド部から内側転走面1aおよび小径段部1bに亙って高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化層が形成されている。これにより、車輪取付フランジ6の基部となるシールランド部は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1の耐久性が一層向上する。一方、内輪2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。
ハブ輪1の内周にはセレーション(またはスプライン)1cが形成され、等速自在継手10を構成する外側継手部材11が内嵌されている。外側継手部材11は、カップ状のマウス部12と、このマウス部12の底部をなす肩部13、およびこの肩部13から軸方向に延びるステム部14を備えている。ステム部14の外周にはセレーション(またはスプライン)14aが形成され、ハブ輪1のセレーション1cに係合している。外側継手部材11は、その肩部13が内輪2に突き合わされ、固定ナット15によってハブ輪1と外側継手部材12とが着脱可能に軸方向に一体結合されている。また、ステム部14の基部はハブ輪1の小径段部1bに所定の径方向すきまを介して内嵌されている。これにより、ハブ輪1の端部はステム部14に円筒支持されるので、ハブ輪1の剛性が増して耐久性が一段と向上する。なお、ここでは、転動体4、4をボールとした複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず転動体に円すいころを使用した複列円すいころ軸受であっても良い。
本実施形態では、図2に拡大して示すように、センサホルダ16が外方部材5の端部に装着されている。このセンサホルダ16は、断面が略カップ状に形成されたカバー17と、このカバー17に結合された保持部18とからなる。カバー17は外方部材5の外周に圧入固定される円筒状の嵌合部17aと、この嵌合部17aから径方向内方に延びる鍔部17bと、この鍔部17bから軸方向に延びる底部17cとからなり、全体として円環状に形成されている。底部17cには円孔17dが形成され、外側継手部材11の肩部13が僅かな径方向すきまを介して嵌挿され、ラビリンスシール25を構成している。このカバー17は、耐食性を有するステンレス鋼板等をプレス加工にて形成されている。特に、カバー17が、後述する回転速度センサ19の感知性能に悪影響を及ぼさないように、非磁性体の鋼鈑、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系等)で形成されるのが好ましい。
保持部18は合成樹脂を射出成形により形成され、回転速度センサ19が包埋されてハーネス18aが一体に接続されている。そして、カバー17における底部17cの径方向外方の一箇所に形成された切欠き部(図示せず)からワンタッチに弾性装着されている。なお、保持部18は、カバー17に射出成形によって一体に結合されていても良く、また、カバー17の底部17cに嵌合するように円環状に形成されていても良い。
回転速度センサ19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と、この磁気検出素子の出力波形を整える波形成形回路が組み込まれたICとからなる。また、カバー17の鍔部17bを外方部材5の端面に密着させた状態で、嵌合部17aが外方部材5の端部に外嵌されているので、センサホルダ16が外方部材5に対して容易に、かつ正確に位置決め固定することができ、車輪の回転速度を精度良く検出することができる。
一方、内輪2の外径にはスリンガ20が圧入され、保持部18と軸方向に対向している。このスリンガ20はインボード側のシール9を構成し、内輪2に圧入される円筒部20aと、この円筒部20aから径方向外方に延びる立板部20bとからなる。なお、このスリンガ20は、強磁性体の鋼鈑、例えば、フェライト系のステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS430系等)や、防錆処理された冷間圧延鋼鈑(JIS規格のSPCC系等)からプレス加工によって断面略L字状に形成されている。スリンガ20における立板部20bのインボード側の側面には、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た磁気エンコーダ21が一体に加硫接着されている。この磁気エンコーダ21は、周方向に交互に磁極N、Sが着磁され、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、磁気エンコーダ21をエラストマ製としたものを例示したが、これに限らず、例えば、フェライト等からなる強磁性体粉を金属バインダーで固めた燒結金属製であっても良い。
インボードが側のシール9は、前記スリンガ20と、このスリンガ20に対向して外方部材5装着され、断面略L字状に形成された環状のシール板22とからなる。このシール板22は、外方部材5の端部に内嵌される円筒部23aと、この円筒部23aの一端から径方向内方に延びる立板部23bとからなる芯金23と、この芯金23に加硫接着されたシール部材24とからなる。芯金23は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系等)、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑(JIS規格のSPCC系等)からプレス加工にて形成されている。
シール部材24はゴム等の弾性部材からなり、前記スリンガ20の立板部20bに摺接するサイドリップ24aと、円筒部20aに摺接するグリースリップ24bおよび中間リップ24cとからなる。また、スリンガ20における立板部20bの外縁は、芯金23の円筒部23aと僅かな径方向すきまを介して対峙してラビリンスシール25を構成している。
本実施形態では、インボード側のシール9とセンサホルダ16とが軸方向に対向配置され、シール9を構成するスリンガ20に磁気エンコーダ21が一体接合されると共に、センサホルダ16を構成する保持部18に回転速度センサ19が包埋され、この回転速度センサ19が、磁気エンコーダ21に軸方向すきま(エアギャップ)を介して対向配置されている。そして、回転速度センサ19の出力がハーネス18aによって取り出され、図示しないABSの制御器に送られる。なお、ここでは回転速度検出装置として、磁気エンコーダ21と、ホール素子等の磁気検出素子からなる回転速度センサ19とからなるアクティブタイプの回転速度検出装置を例示したが、本発明に係る回転速度検出装置はこれに限らず、例えば、磁気エンコーダと、磁石と巻回された環状のコイル等からなるパッシブタイプであっても良い。
ここで、カバー17における嵌合部17aの先端部は屈曲して形成され、径方向内方に突出し、断面が略V字状をなす環状の凸部26が設けられている。一方、カバー17が嵌合される外方部材5の端部外周には環状の係止溝27が形成されている。カバー17を外方部材5に圧入する時は嵌合部17aが弾性変形して拡径され、アウトボード側にカバー17を圧入するにしたがって係止溝27と一致した時、嵌合部17aが元の形状に復元して凸部26が係止溝27に弾性係合される。これにより、車両走行時に振動が発生しても、また、外方部材5に大きな荷重が負荷され、繰り返し楕円形状等に変形が生じても、カバー17は外方部材5に強固に固定され、外方部材5に対して移動することはない。また、組立がワンタッチで済み、作業性が簡便化できる。したがって、長期間に亘って磁気エンコーダ21と回転速度センサ19の検出部との間のエアギャップを初期に設定された状態に維持することができ、車輪の回転速度検出の信頼性が向上する。
図3は前述したセンサホルダ16の変形例を示しているが、このセンサホルダ28は、前述したセンサホルダ16におけるカバー17の嵌合部17aの構成が一部異なるだけで基本的には同様なので、同一部品、同一部位には同じ符号を付して重複した説明を省略する。
このセンサホルダ28は、断面が略カップ状に形成されたカバー29と、このカバー29に結合された保持部18とからなる。カバー29は、外方部材5の外周に圧入される円筒状の嵌合部29aと、この嵌合部29aから径方向内方に延びる鍔部17bと、この鍔部17bから軸方向に延びる底部17cとからなり、全体として円環状に形成されている。
ここで、円筒状の嵌合部29aには、周方向等配に軸方向に延びるスリット30が形成されている。このスリット30により組立時に嵌合部29aが弾性変形し易くなり、凸部26の突出量を大きく設定してもカバー29を外方部材(図示せず)に容易に圧入することができる。したがって、外方部材に対するカバー29の固定力を一層強固にすることができる。
図4は、本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第の実施形態を示す要部拡大図、図5は、図4の変形例を示す要部拡大図である。なお、本実施形態は、前述した実施形態とセンサホルダの固定方法が異なるだけで、その他同一部品、同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
前述した実施形態では、カバー17、29の嵌合部17a、29aに凸部26が予め設けられ、嵌合部17a、29aを弾性変形させながら外方部材5に圧入すると共に、この凸部26を外方部材5の係止溝27に弾性係合させてカバー17、29を外方部材5に固定する方法を例示したが、これに限らず、カバーを塑性変形させて外方部材に固定するようにしても良い。図4に示すセンサホルダ31は、断面が略カップ状に形成されたカバー32と、このカバー32に結合された保持部18とからなる。カバー32は、外方部材5の外周に圧入される円筒状の嵌合部32aと、この嵌合部32aから径方向内方に延びる鍔部17bと、この鍔部17bから軸方向に延びる底部17cとからなり、全体として円環状に形成されている。
ここで、カバー32が外方部材5の外周に圧入された後、嵌合部32aの先端を径方向内方、すなわち、外方部材5の係止溝27に塑性変形させて複数の加締部33が形成されている。この加締部33により、外方部材5に対してカバー32が軸方向に移動するのを防止している。この固定方法を採用することにより、加締部33の突出量を適宜変更することができ、カバー32の固定力を一層強固にすることができる。なお、ここでは、嵌合部32aの先端に複数の加締部33を形成したものを例示したが、これに限らず、カバー32の先端を全周に亙って塑性変形させる、所謂ローリング加締を採用しても良い。
図5に示すセンサホルダ34は、図4に示すセンサホルダ31の変形例である。このセンサホルダ34は、断面が略カップ状に形成されたカバー35と、このカバー35に結合された保持部18とからなる。カバー35は、外方部材5の外周に圧入される円筒状の嵌合部35aと、この嵌合部35aから径方向内方に延びる鍔部17bと、この鍔部17bから軸方向に延びる底部17cとからなり、全体として円環状に形成されている。
ここで、カバー35が外方部材5の外周に圧入された後、嵌合部32aの先端ではなく略中央部を径方向内方に塑性変形させて複数の加締部36が形成されている。この加締部36により、外方部材5に対してカバー35が軸方向に移動するのを防止している。無論この実施形態においても、カバー35の中央部を全周に亙って塑性変形させるローリング加締を採用しても良い。
図6は、本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第の実施形態を示す縦断面図である。なお、本実施形態は従動輪側の車輪用軸受装置を示し、前述した実施形態と同一部品、同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
この回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は第3世代構造をなし、内方部材37と外方部材5と、この両部材37、5間に収容された複列の転動体4、4とを備えている。内方部材37は、ハブ輪38と、このハブ輪38に外嵌された別体の内輪2とからなる。
ハブ輪38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6を一体に有し、この車輪取付フランジ4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。ハブ輪38の外周には内側転走面1aと、この内側転走面1aから軸方向に延びる小径段部1bが形成されている。この小径段部1bに内輪2が圧入され、さらに、小径段部1bの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部39により、ハブ輪38に対して内輪2が軸方向に固定されている。本実施形態では、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。また、ハブ輪38のインボード側の出っ張りを抑え、内方部材37を軽量・コンパクト化することができる。
また、外方部材5のインボード側の端部にはセンサホルダ40が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩を防止すると共に、外部からの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。
ハブ輪38は、S53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中炭素鋼で形成され、アウトボード側の内側転走面1aをはじめ、シール8が摺接するシールランド部、および小径段部1b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39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。
内輪2の外径面にはスリンガ20が圧入されている。このスリンガ20の立板部20bにおけるインボード側の側面には磁気エンコーダ21が加硫接着等で一体に接合されている。そして、立板部20bの先端部が外方部材5の端部内周面に僅かな径方向すきまを介して対峙し、ラビリンスシール25を構成している。このラビリンスシール25によって、軸受内部に封入された潤滑グリースが後述するカバー41内に流出するのを防止している。
本実施形態では、センサホルダ40は、断面が略カップ状に形成された有底のカバー41と、このカバー41に装着された保持部42とからなる。カバー41は、外方部材5の外周に圧入される円筒状の嵌合部41aと、この嵌合部41aから径方向内方に延び、内径側に折り曲げられて重合された鍔部41bと、この鍔部41bから軸方向に延びる底部41cとからなる。
カバー41は、耐食性を有するステンレス鋼板等をプレス加工にて形成されている。特に、カバー41は、回転速度センサ19の感知性能に悪影響を及ぼさないように、非磁性体の鋼鈑、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系等)で形成されるのが好ましい。また、底部41cの外径側には円筒状の装着部43が突設され、後述する保持部42がOリング等の弾性リング44を介して着脱自在に装着されている。これにより、磁気エンコーダ21と回転速度センサ19とのエアギャップの微調整が容易にできる。
保持部42は合成樹脂を射出成形により形成され、回転速度センサ19が包埋されている。また、保持部42は前記磁気エンコーダ21に所定のアギャップを介して対向配置されると共に、回転速度センサ19の検出信号を取り出すコネクタ(図示せず)が接続される。
ここで、カバー41における嵌合部41aの先端部は屈曲して形成され、径方向内方に突出し、断面が略V字状をなす環状の凸部26が設けられている。一方、カバー41が嵌合される外方部材5の端部外周には環状の係止溝27が形成されている。そして、凸部26が係止溝27に弾性係合され、外方部材5に対してカバー41が固定されている。このように、従動輪側の車輪用軸受装置においても、カバー41は外方部材5に強固に固定することができ、振動や大きな荷重が負荷され、外方部材5が繰り返し楕円形状等に変形しても、外方部材5に対してカバー41が軸方向に移動することはない。
図7は、本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第の実施形態を示す縦断面図である。なお、本実施形態は駆動輪側の車輪用軸受装置を示し、前述した実施形態(図1)と基本的にはセンサホルダの構成が異なるだけで、その他前述した実施形態と同一部品、同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
この回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は第3世代構造をなし、内方部材45と外方部材5と、この両部材45、5間に収容された複列の転動体4、4とを備えている。内方部材45は、ハブ輪46と、このハブ輪46に外嵌された別体の内輪2とからなる。
ハブ輪46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6を一体に有し、この車輪取付フランジ4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。ハブ輪46の外周には内側転走面1aと、この内側転走面1aから軸方向に延びる小径段部1bが形成されている。この小径段部1bに内輪2が圧入され、さらに、小径段部1bの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部39により、ハブ輪46に対して内輪2が軸方向に固定されている。そして、ハブ輪46に等速自在継手10を構成する外側継手部材11が内嵌され、その肩部13が前記加締部39に突き合わせ状態で固定ナット15を介して一体に固定されている。
本実施形態では、円環状に形成されたセンサホルダ47が外方部材5のインボード側の端部に装着されている。このセンサホルダ47は、図8に拡大して示すように、断面が略カップ状に形成されたカバー48と、このカバー48に結合された保持部49とからなる。カバー48は、外方部材5の外周に圧入される円筒状の嵌合部48aと、この嵌合部48aから径方向内方に延びた鍔部48bと、この鍔部48bから軸方向に延びる円筒部(底部)48cとからなり、全体として円環状に形成されている。
カバー48は、耐食性を有するステンレス鋼板等をプレス加工にて形成されている。特に、カバー48は、回転速度センサ19の感知性能に悪影響を及ぼさないように、非磁性体の鋼鈑、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系等)で形成されるのが好ましい。また、この円筒部48cの周方向複数箇所には穿孔50が形成され、保持部49が合成樹脂で一体モールド成形されている。そして、シール9がセンサホルダ47におけるカバー48の円筒部48cに内嵌されると共に、鍔部48bを外方部材5の端面に密着させた状態で、センサホルダ47が外方部材5の端部に圧入固定されている。保持部49には、その内部に後述する磁気エンコーダ21に所定のエアギャップを介して対峙する回転速度センサ19が包埋されている。
インボード側のシール9は、断面が略L字状に形成された環状のシール板22とスリンガ20とからなり、互いに対向して配置されている。また、内輪2の外径面には環状板51が圧入固定されている。この環状板51は、内輪2に圧入される円筒部51aと、この円筒部51aから径方向外方に延びる立板部51bとを有し、強磁性体の鋼鈑、例えば、フェライト系のステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS430系等)や、防錆処理された冷間圧延鋼鈑(JIS規格のSPCC系等)からプレス加工によって形成されている。そして、立板部51bのインボード側の側面には磁気エンコーダ21が一体に加硫接着されている。
ここで、前述した実施形態と同様に、カバー48における嵌合部48aの先端部は屈曲して形成され、径方向内方に突出し、断面が略V字状をなす環状の凸部26が設けられている。この凸部26が外方部材5の係止溝27に弾性係合され、外方部材5に対してカバー48が固定されている。
このように、本実施形態では、円環状のセンサホルダ47がカバー48を介して外方部材5に強固に固定されていると共に、このセンサホルダ47に回転速度センサ19が配設され、この回転速度センサ19のインボード側にシール9が内嵌されているので、自動車の完成品メーカの組立ラインへの搬送時を含む、ハブ輪46に外側継手部材11を内嵌する以前の状態でも、また、過酷な環境となる実走時においても、磁気エンコーダ21と回転速度センサ19の検出部との間に外部から磁性粉末等の異物が侵入するのを確実に防止することができる。したがって、車輪の回転速度検出の信頼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。
本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は、内輪回転構造において、従動輪側、駆動輪側に拘わらず、回転速度検出装置が内蔵された車輪用軸受装置に適用することができる。
本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の参考例を示す縦断面図である。 同上、要部拡大図である。 図2のセンサホルダの変形例を示す一部を断面した正面図である。 本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第の実施形態を示す要部拡大図である。 図4の実施形態の変形例を示す要部拡大図である。 本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第の実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第の実施形態を示す縦断面図である。 同上、要部拡大図である。 従来の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置を示す縦断面図である。 同上、要部拡大図である。
符号の説明
1、38、46・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
1a、2a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
1b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
1c、14a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・セレーション
2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
3、37、45・・・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
4・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
5・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
5a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
5b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
6・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
6a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
7・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
8・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・アウトボード側のシール
9・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・インボード側のシール
10・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
11・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
12・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
13・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・肩部
14・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ステム部
15・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・固定ナット
16、28、31、34、40、47・・・・・・・・センサホルダ
17、29、32、35、41、48・・・・・・・・カバー
17a、29a、32a、35a、41a、48a・・嵌合部
17b、41b、48b・・・・・・・・・・・・・・鍔部
17c、41c、48c・・・・・・・・・・・・・・底部
17d・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・円孔
18、42、49・・・・・・・・・・・・・・・・・保持部
18a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハーネス
19・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・回転速度センサ
20・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・スリンガ
20a、23a、48c、51a・・・・・・・・・・円筒部
20b、23b、51b・・・・・・・・・・・・・・立板部
21・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・磁気エンコーダ
22・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール板
23・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・芯金
24・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール部材
24a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・サイドリップ
24b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・グリースリップ
24c・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・中間リップ
25・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ラビリンスシール
26・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・凸部
27・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・係止溝
30・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・スリット
33、36、39・・・・・・・・・・・・・・・・・加締部
43・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・装着部
44・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・弾性リング
50・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・穿孔
51・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・環状板
61・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
61a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
61b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
62・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
63・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
64・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
64a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
65・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
65a、66a・・・・・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
65b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
65c・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・セレーション
66・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
67・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
68、69・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール
70・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
71・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ステム部
72・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第1のシール板
73・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第2のシール板
73a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・円筒部
73b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・立板部
74・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・磁気エンコーダ
75・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・芯金
76・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール部材
76a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・サイドリップ
76b、76c・・・・・・・・・・・・・・・・・・ラジアルリップ
77・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・嵌合筒
77a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・嵌合筒部
77b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内向鍔部
78・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持部
79・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・センサホルダ
80・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・回転速度センサ
81・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・微小隙間

Claims (1)

  1. 外周に車体に取り付け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内側転走面が形成された内方部材と、
    この内方部材および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、
    前記外方部材の端部に装着され、回転速度センサを有するセンサホルダと、
    前記内輪に外嵌され、前記回転速度センサに所定のエアギャップを介して対向配置された磁気エンコーダとを備えた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、
    前記センサホルダが、前記外方部材の端部に外嵌された嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、前記外方部材の端面に密着させる鍔部と、この鍔部から軸方向に延びる底部とからなる鋼板製のカバーと、
    このカバーの底部に一体モールドされ、前記回転速度センサが包埋された合成樹脂製の保持部とを備え、
    前記カバーの嵌合部の略中央部を、前記外方部材の外周に形成された環状の係止溝に対して、ローリング加締にて全周に亙って塑性変形させ、前記外方部材に対して前記カバーを軸方向に固定すると共に、当該底部と前記内輪との環状空間内にシールが装着され、当該シールが前記磁気エンコーダのインボード側に配置されていることを特徴とする回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
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