JP5035754B2 - センサー付き転がり軸受装置 - Google Patents

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Description

本発明は、センサー付き転がり軸受装置に関する。
一般に、自動車のハブユニットには車輪の回転速度を検出する回転速度検出装置(回転検出装置)が取り付けられている。その回転検出装置は、例えば自動車のアンチロックブレーキシステム(ABS)の情報入力手段として用いられる。
この回転検出装置は、車輪を取り付けるハブと、このハブを内輪側で回転自在に支持し、かつ懸架装置に固定される外輪側を備えた軸受からなる軸受ユニットに使用される。この軸受ユニットの軸受の内輪側における車両インナー側には、回転検出装置を構成する磁気エンコーダーが固定される。外輪側における車両インナー側には、磁気エンコーダーを被覆する環状の保護板が設けられ、この保護板を介在させて磁気エンコーダーと対面配置させたセンサーが設けられている。これによって車輪の回転に伴い回転する磁気エンコーダーの磁気変化をセンサーによって検出するように構成されたものが知られている(特許文献1参照)。
特開2005−241351号公報
ところが、特許文献1のものは、クリップ部の弾性力によりセンサーのヘッドをクリップオン式に装着したものである。この構造は、クリップ部が弾性変形することによりセンサーを押し付けているため、熱変化や経時的なばね部位の押し付けによりクリープが生じてしまい、センサーを固定する力が低下する。これによって、センサーを安定的に固定することができなくなり、センサーの安定的な出力検出が確保できない問題を有している。
本発明の課題は、ABSセンサーの固定の安定化を図るための位置決め機能を高め、信頼性向上を図るようにしたセンサー付き転がり軸受装置を提供することにある。
課題を解決するための手段及び発明の効果
上記課題を解決するために、本発明のセンサー付き転がり軸受装置は、車両インナー側の車両固定部材に接続される外輪と、車輪に接続される内輪と、前記内輪と前記外輪との間に介在される転動体と、前記内輪に固定され、周方向で磁気特性が交互に変化する磁気エンコーダー部と、該磁気エンコーダー部の回転による磁気変化を検出するように、前記磁気エンコーダー部と対向配置されるABSセンサーと、前記内輪と前記外輪との間を密封する密封装置部と、を備えるセンサー付き転がり軸受装置であって、前記密封装置部は前記外輪の外周又は内周に嵌装されるアウターケースと、前記内輪の外周に嵌装されるインナーケースを有し、前記アウターケースにはシール部材が一体化され、該シール部材は前記インナーケースと協働してシール機能が発揮され、前記インナーケースには前記磁気エンコーダー部が固定され、前記アウターケースは当接面を有し、この当接面が前記外輪の端面に突き合わせられ、前記ABSセンサーには固定部材が一体化され、この固定部材を前記外輪の端面に突き合わされる前記アウターケースの当該部位に突き合わせて、前記固定部材と前記アウターケースを締結部材で固定することを特徴とする。
上記構成とすることにより、内輪に圧入嵌装されて強固に固定されるアウターケースにABSセンサーを固定できるとともに、外輪に圧入嵌装されて強固に固定されるインナーケースに磁気エンコーダー部を固定でき、しかも、外輪の端面に突き合わされるアウターケースの当該部位に、ABSセンサーと一体化された固定部材を、面接触状態で突き合わせることが可能となり、クリップオン式に比べ、ABSセンサーと磁気エンコーダー部との相対的な位置決め機能(精度)が高まり、磁気変化の検出が良好となって、信頼性の向上を図ることができ、さらに、アウターケースの組み付けによって、ABSセンサーが所定位置に固定できるので、組立作業を容易に行うことができる。
また、締結部材として、いわゆる工業用のファスナーであるボルトやナットなどのネジ締結や、リベットによる加締め締結を使用できるため、強固に安定的に固定できる。これによってABSセンサーの固定位置が決められ、磁気変化の検出が損なわれることがない。その結果、ABSセンサーの位置決め機能が高められ、信頼性の向上を図ることができる。
また、上記課題を解決するために、前記ABSセンサーと前記磁気エンコーダー部とは、軸方向で対向配置されることを特徴とすることにより、上記効果に加え、インナーケースに固定する磁気エンコーダー部を円板環状形態に形成できるため、軸方向の位置決め精度が高いABSセンサーと相まって、磁気エンコーダー部との対向間隔を、精度よく安定化させることができる。
また、上記課題を解決するために、前記磁気エンコーダー部は筒状に形成され、前記インナーケースには、車両インナー側に延びる固定部位が形成され、該固定部位には前記磁気エンコーダー部が固定され、前記ABSセンサーは前記磁気エンコーダー部と径方向で対向配置され、前記内輪とともに回転可能なドライブシャフトと、このドライブシャフトの外周面に嵌装されて固定される環状のデフレクタ部材とを備え、このデフレクタ部材は、前記磁気エンコーダー部を軸方向に露出させることなく覆い、かつ前記ABSセンサーと協働してラビリンスシール機能を発揮させることを特徴とすることにより、上記効果に加えて、ラビリンスシール機能による非接触方式のシール構造によって、ドライブシャフトと車両固定部材としてのナックルとの間から浸入する泥水やダストなどの異物の侵入を防止することができる。これによって内外輪間の密封装置部のシール部材に対する負荷が軽減される。しかも、デフレクタ部材と、密封装置部のシール部材との2重のシール機能を有しているため、シール機能自体を向上させることができる。さらに磁気エンコーダー部の損傷を防止でき、耐久性や信頼性の向上を図ることができる。
以下、本発明の実施の形態につき図面に示す実施例を参照して説明する。図1は、本発明に係るセンサー付き転がり軸受装置の取付状態の断面図、図2は、同装置の回転検出装置の部分拡大図である。図1において、センサー付き転がり軸受装置1は、固定輪としての外輪2aと、回転輪としての内輪2bと、該内輪2bと外輪2aとの間に介在される複数列で配列される転動体2cから構成される転がり軸受2を備えている。
転がり軸受2は車両における懸架装置の車両インナー側のナックル、アクスルハウジングなどの車両固定部材3の取付口3aに接続される。この接続は転がり軸受2の外輪2aを取付口3a内に挿入して嵌装するとともに、外輪2aから外方へ突設されるフランジ部2dをボルト・ナットなどのファスナー2eを介して車両固定部材3の取付口3aの周辺面(車両アウター側)に固定させている。
転がり軸受2の内輪2bはハブ4と接続されている。ハブ4は車両アウター側に車輪(図示せず)を装着するためのハブボルト4aを有している。ハブ4の車両インナー側には、転がり軸受2の内輪2bに圧入嵌装される圧入軸部4bを有しており、該圧入軸部4bを内輪2bに圧入してハブ4を内輪2bとともに回転可能に設けている。ハブ4は、ドライブシャフト5に対しスプライン結合され、ドライブシャフト5の一端側をハブ4の圧入軸部4bに形成される挿通孔4cに通し、この端部にナット6を螺合することにより固定されている。
転がり軸受2の車両インナー側端部には、車輪の回転変化を検出する回転検出装置7が取付られている。回転検出装置7は、図2、3に示すように、転がり軸受2の内輪2bと外輪2aとの間を外部から密封するための密封装置部8と、磁気エンコーダー部9と、該磁気エンコーダー部9の回転による磁気変化を検出するABSセンサー10と、を備えた複合構造となしている。
密封装置部8は、図2、3に示すように、内輪2bの外周に嵌装される環状のインナーケース8bと、外輪2aの外周若しくは内周に嵌装(本例では外周に圧入)される環状のアウターケース8aからなり、該アウターケース8aに加硫接着され、インナーケース8bに摺動自在に接触するゴム状弾性体からなるシール部材8cを備え、インナーケース8bとアウターケース8aとを、外輪2aと内輪2bとに振り分けて嵌装される。
環状のアウターケース8aは、外輪2aの軸方向Z内方側(車両アウター側)に延出されて、外輪2aの外周に圧入されて嵌装される第1筒部8a1と、第1筒部8a1の軸方向Z外方側の端部から折り曲がって径方向X内方側に延設される第1壁部8a2と、該第1壁部8a2の端部から折り曲がって軸方向Z内方側に延設される第2筒部8a3と、該第2筒部8a3の端部から折り曲がって径方向X内方側に延設される第2壁部8a4と、を板金材によって屈曲形成させている。
この第1壁部8a2は、外輪2aの端面2a1に突き合わされる当接面8a8を備えており、外輪2aへの装着時に、軸方向Zに対して位置決めされる部位として機能する。このように、アウターケース8aは、プレス加工で製作できるため、加工コストが安価となる。
また、第1筒部8a1の軸方向Z外方側(車両インナー側)の端縁における周方向の所定位置から径方向X外方側に取付ステー部8a5が延出される。該取付ステー部8a5の先端には軸方向Z外方側に突出するセンサー取付部8a6が設けられる。このセンサー取付部8a6には、ABSセンサー10を固定するための取付孔8a7が形成されている。
環状のインナーケース8bは、内輪2bの軸方向Z内方側に延設されて、内輪2bの外周に圧入させて嵌装される第1筒部8b1と、該第1筒部8b1の軸方向Z外方側の端部から折り曲がって径方向X外方側に延設されて、その端部からUターン状に折り曲がって重合形成される第1壁部8b2と、該第1壁部8b2の端部から折り曲がって軸方向Z外方側に延設され、内輪2bの外方に位置(ドライブシャフト5と車両固定部材3)する磁気エンコーダー部9を固定するための固定部位としての第2筒部8b3と、を板金材によって屈曲形成させている。
この第2筒部8b3は、重合形成される第1壁部8b2と連続形成させているため、機械的強度が高くなり、第2筒部8b3が変形しにくくなり、これに固定する磁気エンコーダー部9の変位が抑制される。また、第2筒部8b3の外径端縁に、径方向X外方側に突出されるリブ突条8b4をカーリング加工している。このリブ突条8b4によって、されに第2筒部8b3の変形をしにくくさせることができる。
また、アウターケース8aに加硫接着され、一体化されたシール部材8cは、ゴム状弾性体の一部を、軸方向Z外方や、その軸方向Zと交差する方向の内方に突出させたリップ部8c1を備えている。
このリップ部8c1は、その先端がインナーケース8bの第2壁部8b2に摺接する軸方向Zのシールとなすアキシャルリップ8c2と、先端がインナーケース8bの第1筒部8b1に摺接する軸方向Zと交差する方向のシールとなすラジアルリップ8c3を有し、インナーケース8bとシール部材8cは、協働して接触方式のシール機能を発揮させている。
磁気エンコーダー部9は、図3に示すように、筒状に形成され、異なる極性の磁極(N極,S極)が周方向Yに交互並んで形成される。そして、磁気エンコーダー部9は、インナーケース8bの一部としての第2筒部8b3の径方向X外方側の外周に固定されている。このことによって、第2筒部8b3が磁気エンコーダー部9の保護部材となってドライブシャフト5の外周面5aを流れて浸入する泥水との接触を防止でき、かつドライブシャフト5と車両固定部材3としてのナックルとの間の隙間Cに入り込む異物は、磁気エンコーダー部9が筒状であるため、該磁気エンコーダー部9の外径側の周面に異物が接触しにくく、磁極の損傷を防止することができる。
ABSセンサー10は磁気エンコーダー部9の回転による磁気変化を検出する検出体(図示せず)を、樹脂モールドによってパケージングして、その断面形状を矩形状となした簡素な柱状にセンサー本体10aが形成されている。該センサー本体10aには、ABSセンサー10をアウターケース8aのセンサー取付部8a5に装着して固定するための固定部材10bが一体化されている。
この固体部材10bは、アウターケース8aにおける第1壁部8a2の当接面8a8が外輪2aの端面2a1に突き合わされる当該部位に、突き合わさる固定片10b1と、アウターケース8aにおけるセンサー取付部8a5と対向配置される固定突片10b2とが断面L字状で、板金材によって屈曲形成されている。この固定突片10b2には、軸方向Zに貫通する貫通孔10b3が形成されている。
ABSセンサー10と固定部材10bとの一体化手段は、溶着又は接着したり、モールド成形によるものが適用できる。なお、ABSセンサー10から車両に搭載されたECUへ接続する信号ケーブルは、径方向Xへ引き出される形態となしている。
つぎに、密封装置部8の組み立ては、図2に示すように、アウターケース8aの第1筒部8a1を、外輪2aの外周に押し込むようにして圧入嵌装する。その際には、アウターケース8aの第1壁部8a2における当接面8a8を、外輪2aの端面2a1に当接させるように突き合わせることにより、軸方向Zの位置決めがなされて固定される。
つぎに、アウターケース8aの第1筒部8a1におけるセンサー取付部8a6の取付孔8a7と、ABSセンサー10と一体化される固定部材10bにおける固定突片10b2の貫通孔10b3とを合わせ、この貫通孔10b3と取付孔8a7に、締結部材としてのボルト11を通してナット12を締め付けて固定させている。この突き合せ固定に際して、固体部材10bの固定片10b1を、外輪2aの端面2a1に突き合わされる第1壁部8a2の当該部位に、面接触の状態で突き合わされている。また、ナット12を予めセンサー取付部8a6の取付孔8a7に溶接などの固定手段で固定することもできる。
また、ABSセンサー10の固定部材10bとアウターケース8aのセンサー取付部8a6との固定は、図4に示すように、センサー取付部8a6にスタッドボルト11aを溶接などによって固定することもできる。この例の場合には、スタッドボルト11aを貫通孔10b3に通してABSセンサー10側に配するナット12を締め付けて固定させている。
また、ABSセンサー10の固定部材10bとアウターケース8aのセンサー取付部8a6との固定の他の実施の形態として、図5に示すように、リベット13を使用して加締めて固定することもできる。
つぎに、インナーケース8bの第1筒部8b1を、内輪2bの外周に押し込むようにして圧入嵌装する。このように、アウターケース8aおよびインナーケース8bを外輪2aと内輪2bとに振り分けて嵌装することにより、インナーケース8bに固定される磁気エンコーダー部9に対して径方向XでABSセンサー10が対向配置される。
つぎに、回転検出装置7の他の実施の形態を図6、7に示す。この例による構成部材について、上述の実施の形態における構成部材と同様な部材は、図中に同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
本例における密封装置部8におけるインナーケース8bは、第1筒部8b1と第1壁部8b2とが断面L字状で、板金材によって屈曲形成されている。このインナーケース8bにおける第1壁部8b2の軸方向Z外方側の周面に、円板環状形態に形成した磁気エンコーダー部9aを固定させている。そして、ABSセンサー10が固定部材10bを介して、密封装置部8のアウターケース8aに固定されている。この固定状態によって、ABSセンサー10と磁気エンコーダー部9aとは、軸方向Zで対向配置される。
つぎに、回転検出装置7の他の実施の形態を図8、9に示す。この例による構成部材について、上述の実施の形態における構成部材と同様な部材は、図中に同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
本例は、内輪とともに回転可能なドライブシャフト5の外周面5aにデフレクタ部材14が固定される。このデフレクタ部材14は、筒状の磁気エンコーダー部9の磁気変化の計測に影響を与えない非磁性材によって形成される。デフレクタ部材14は環状に形成され、ドライブシャフト5の外周面5bに圧入されて嵌装される固定円筒部14aと、該固定円筒部14aの軸方向Z外方側の端部から折り曲げられて、径方向X外方側に延出される環状立壁部14bと、該環状立壁部14bの径方向X外方側の端部から折り曲げられて、軸方向Z内方側に延出される保護筒部14cとを断面コ字状で板金材によって屈曲形成されている。
このデフレクタ部材14は、インナーケース8bから車両インナー側に延びる固定部位としての第2筒部8b3に固定される筒状の磁気エンコーダー部9を、軸方向Zと径方向Xの両方向に対して露出させないように配置している。具体的には、磁気エンコーダー部9をデフレクタ部材14の固定円筒部14aと保護筒部14cとの間に介在させるように配置している。
また、デフレクタ部材14の保護筒部14cは、ABSセンサー10の先端側に所定間隔で近接配置され、該ABSセンサー10と協働してラビリンスシール機能を発揮させるように設けられている。また、ABSセンサー10の先端側には、磁気エンコーダー部9との間で磁気変化の計測を可能となすように、直接向き合わせるための開口部位10b5を有する筒状のラビリンス筒部10b4を、固定部材10bの固定突片10b1の端部と接続させるように連続させて屈曲形成させている。
このようにデフレクタ部材14は、ABSセンサー10による磁気変化の計測に影響を与えることなく、密封装置部8内への異物の侵入を防止できる。この結果、磁気エンコーダー部9の損傷を防止できる。
また、このデフレクタ部材14を固定したドライブシャフト5aの組み付けは、車両固定部材3にセンサー付き転がり軸受装置1を組み付けた後に行われる。この組み付けに際して、デフレクタ部材14は断面コ字状に形成されているため、ドライブシャフト5aの一端側をハブ4の挿通孔4cに通し、この端部にナット6を螺合して固定することにより、磁気エンコーダー部9を軸方向Z外方側に露出させることなく覆い、かつABSセンサー10を固定する固定部材10bのラビリンス筒部10b4と協働してラビリンスシール機能を発揮させるように組み付けることができる。このようにシール機能を備えさせる組み付け作業に他の作業を必要としないので、作業性が損なわれない。
本発明に係るセンサー付き転がり軸受装置の取付状態の断面図。 図1の回転検出装置の部分拡大断面図。 図1の回転検出装置の部分分解図。 ABSセンサーの固定個所における他の例の説明図。 ABSセンサーの固定個所における他の例の説明図。 回転検出装置の他の例の部分拡大断面図。 図6の回転検出装置の部分分解図。 回転検出装置の他の例の部分拡大断面図。 図8の回転検出装置の部分分解図。
符号の説明
2a 外輪
2b 内輪
2c 転動体
5 ドライブシャフト
5a 外周面
8 密封装置部
8a アウターケース
8b インナーケース
8c シール部材
9、9a 磁気エンコーダー部
10 ABSセンサー
10b 固定部材
14 デフレクタ部材
X 径方向
Y 周方向
Z 軸方向

Claims (3)

  1. 車両インナー側の車両固定部材に接続される外輪と、車輪に接続される内輪と、前記内輪と前記外輪との間に介在される転動体と、前記内輪に固定され、周方向で磁気特性が交互に変化する磁気エンコーダー部と、該磁気エンコーダー部の回転による磁気変化を検出するように、前記磁気エンコーダー部と対向配置されるABSセンサーと、前記内輪と前記外輪との間を密封する密封装置部と、を備えるセンサー付き転がり軸受装置であって、
    前記密封装置部は前記外輪の外周又は内周に嵌装されるアウターケースと、前記内輪の外周に嵌装されるインナーケースを有し、
    前記アウターケースにはシール部材が一体化され、該シール部材は前記インナーケースと協働してシール機能が発揮され、
    前記インナーケースには前記磁気エンコーダー部が固定され、
    前記アウターケースは当接面を有し、この当接面が前記外輪の端面に突き合わせられ、
    前記ABSセンサーには固定部材が一体化され、この固定部材を前記外輪の端面に突き合わされる前記アウターケースの当該部位に突き合わせて、前記固定部材と前記アウターケースを締結部材で固定することを特徴とするセンサー付き転がり軸受装置。
  2. 前記ABSセンサーと前記磁気エンコーダー部とは、軸方向で対向配置されることを特徴とする請求項1に記載のセンサー付き転がり軸受装置。
  3. 前記磁気エンコーダー部は筒状に形成され、前記インナーケースには、車両インナー側に延びる固定部位が形成され、該固定部位には前記磁気エンコーダー部が固定され、前記ABSセンサーは前記磁気エンコーダー部と径方向で対向配置され、
    前記内輪とともに回転可能なドライブシャフトと、このドライブシャフトの外周面に嵌装されて固定される環状のデフレクタ部材と、を備え、
    このデフレクタ部材は、前記磁気エンコーダー部を軸方向に露出させることなく覆い、かつ前記ABSセンサーと協働してラビリンスシール機能を発揮させることを特徴とする請求項1に記載のセンサー付き転がり軸受装置。
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