JP5067718B2

JP5067718B2 - センサー付き転がり軸受装置

Info

Publication number: JP5067718B2
Application number: JP2008156302A
Authority: JP
Inventors: 善紀増田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2008-06-16
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2028-06-16
Also published as: JP2009174705A

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回転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、前記磁気エンコーダー部は筒状に形成され、該磁気エンコーダー部は前記車両インナー側に延びる前記インナーケースの一部に固定され、前記アウターケースの中間部には、前記外輪の車両インナー側の端面に当接した状態で該端面に沿って径方向に延び出す壁部が形成され、その壁部の一端側である前記アウターケースの径方向内側部位には前記シール部材が固定され、その壁部の他端側である前記アウターケースの径方向外端部には車両アウター側に延設されてその端部で折り曲がって重合形成された、前記外輪の外周に圧入嵌装される筒部が一体に形成され、該筒部の車両インナー側の端縁における周方向の所定位置から更に車両インナー側に向けて延び出す取付ステー部の先端には、前記ＡＢＳセンサーが前記磁気エンコーダー部と径方向で対向配置した状態で固定されることを特徴とする。

上記構成とすることにより、内輪に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るため、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る。また、車両固定部材としてのナックルの隙間から異物が入り込んでも、磁気エンコーダー部が筒状であるため、該磁気エンコーダー部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。

また、上記課題を解決するために、前記アウターケースに固定される前記ＡＢＳセンサーは、締結部材で固定されることを特徴とすることにより、この締結部材として、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、前記アウターケースに固定される前記ＡＢＳセンサーは、前記アウターケースとモールド成形によって一体化されることを特徴とすることにより、上記効果に加えて、一体化されているため、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。

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筒部８ａ１を備えている。この第１筒部８ａ１は外輪２ａの外周に圧入嵌装される部位であり、重合形成されているため、機械的強度が高まり、圧入後の保持力を向上させることができる。

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軸方向Ｚ外方側に取付ステー部８ａ７が延出され、該取付ステー部８ａ７の先端には径方向Ｘ外方側に突出するセンサー取付部８ａ５が設けられる。このセンサー取付部８ａ５には、ＡＢＳセンサー１０を固定するための取付孔８ａ６が軸方向Ｚに貫通形成されている。

また、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、アウターケース８ａを外輪２ａの外周またはナックルに圧入嵌装するときの軸方向Ｚに対する位置決め用としての押し当て部位である。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。

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外方側に延設される第１壁部８ｂ２と、該第１壁部８ｂ２の径方向Ｘ外方側の端部から折り曲がって軸方向Ｚ外方側に延設される第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、磁気エンコーダー部９を固定する部位である。このように、インナーケース８ｂ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、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シールリップ部８ｃ１を備えている。

このシールリップ部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１０ｃ（例えば、パッシブ方式のホールＩＣ、ホール素子、又は磁気抵抗素子）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突起部１０ｂが、アウターケース８ａのセンサー取付部８ａ５と対向配置させるように形成されている。この突起部１０ｂには、軸方向Ｚに貫通する貫通孔１０ｂ１が形成されている。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、軸方向Ｚ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を、外輪２ａの端面２ａ１に当接させることにより、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８ａ５の取付孔８ａ６と、ＡＢＳセンサー１０の突起部１０ｂにおける貫通孔１０ｂ１とを合わせ、この貫通孔１０ｂ１と取付孔８ａ６に、締結部材としてのボルト１１を軸方向Ｚから通してナット１２を締め付けて固定させている。また、ナット１２を予めセンサー取付部８ａ５の取付孔８ａ６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とアウターケース８ａとの固定は、図４に示すように、センサー取付部８ａ５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をセンサー本体１０ａの貫通孔１０ｂ１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とアウターケース８ａ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、８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、その詳細な説明を一部省略する。

本例におけるＡＢＳセンサー１０は、アウターケース８ａの第１筒部８ａ１から軸方向Ｚ外方側（車両インナー側）に延びるセンサー取付部８ａ５と、モールド成形によって一体化させている。この例では、ＡＢＳセンサー１０におけるセンサー本体１０ａの突起部１０ｂと、第１筒部８ａ１のセンサー取付部８ａ５とをモールド成形しているも、かかる構造には限定されない。例えば、図９に示すように、センサー本体１０ａとアウターケース８ａの取付ステー部８ａ７とをモールド成形することもできる。このようにモールド成形によって一体化されるため、アウターケース８ａを外輪２ａに圧入嵌装して組み付けることによって、ＡＢＳセンサー１０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ようになる。

つぎに、回転検出装置７の他の実施の形態を図１０ないし図１３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、その詳細な説明を一部省略する。

本例による回転検出装置７は、上述の実施の形態におけるパッシブ方式を、アクテイブ方式となしたものである。この例による回転検出装置７は、検出体２０ｃ（例えば、アクテイブ方式のホールＩＣ、ホール素子、又は磁気抵抗素子）と磁石（図示せず）を内蔵するＡＢＳセンサー２０と、磁気に変化を与えるためのギヤローター部１９と、を備えた複合構造となしている。ギヤローター部１９は密封装置８におけるインナーケース８ｂ側に設けられている。

インナーケース８ｂは、内輪２ｂの外周に圧入嵌装される第１筒部８ｂ１と、該第１筒部８ｂ１から延設される第１壁部８ｂ２と、該第１壁部８ｂ２から延設される第２筒部８ｂ３と、を板金材によって屈曲形成させている。そして、この第２筒部８ｂ３に磁気に変化を与えるようにする形状に形成する加工を施している。具体的には、第２筒部８ｂ３の周方向Ｙに、複数の窓孔１９ａを等間隔で貫通形成して、この窓孔１９ａをＡＢＳセンサー２０の検出体２０ｃと対向させるようにしてギヤローター部１９となしている。また、窓孔１９ａは第２筒部８ｂ３を貫通形成しているも、かかる形状に限定されず、例えば、凹状に形成することもできる。

また、他の実施の形態としてのギヤローター部１９は、図１２に示すように、ＡＢＳセンサー２０と対向する第２筒部８ｂ３の表面側に、該第２筒部８ｂ３の周方向Ｙに、複数の突起１９ｂを等間隔で突出形成して、ギヤローター部１９となしている。このようなインナーケース８ｂ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、ＡＢＳセンサー２０とアウターケース８ａとの固定は、図１３に示すように、センサー取付部８ａ５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をセンサー本体２０ａの貫通孔２０ｂ１に通してＡＢＳセンサー２０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２０とアウターケース８ａとの固定の他の実施の形態として、図１４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、回転検出装置７の他の実施の形態を図１５ないし図１７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、その詳細な説明を一部省略する。

本例におけるＡＢＳセンサー２０は、アウターケース８ａの第１筒部８ａ１から軸方向Ｚ外方側（車両インナー側）に延びるセンサー取付部８ａ５と、モールド成形によって一体化させている。この例では、ＡＢＳセンサー２０におけるセンサー本体２０ａの突起部２０ｂと、第１筒部８ａ１のセンサー取付部８ａ５とをモールド成形しているも、かかる構造には限定されない。例えば、図９に示すように、センサー本体２０ａとアウターケース８ａの取付ステー部８ａ７とをモールド成形することもできる。このようにモールド成形によって一体化されるため、アウターケース８ａを外輪２ａに圧入嵌装して組み付けることによって、ＡＢＳセンサー２０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ようになる。

このように構成されるセンサー付き転がり軸受装置１の回転検出装置７は、密封装置部８のシール部材８ｃによる転がり軸受２の内方への泥水などの浸入防止機能、または磁気エンコーダー部９とＡＢＳセンサー１０や、ギヤローター部１９とＡＢＳセンサー２０とによる車輪回転速度の検出機能を備えさせる複合構造が実現できる。しかも、この複合構造はアウターケース８ａを外輪２ａに、またはインナーケース８ｂを内輪２ｂに圧入嵌装するだけであるため、一般的な圧入作業を採用できることにより作業がしやすい。さらに、シール部材８ｃの車両インナー側に延びるインナーケースの一部に磁気エンコーダー部９又はギヤローター部１９が設けてあるため、これらが回転することによって、車両インナー側からの泥水などの浸入方向における手前の領域内で空気流が生じることとなり、シール部材８ｃ側に浸入しようとする泥水などを抑制できるため、シール機能を向上させることができる効果を奏するのである。

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。センサー付き転がり軸受装置の他の取付状態の断面図。図６の回転検出装置の部分拡大断面図。図６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。回転検出装置の他の例の部分拡大断面図。図１０の回転検出装置の部分分解図。図１１の回転検出装置の他の例の部分分解図。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。センサー付き転がり軸受装置の他の取付状態の断面図。図１５の回転検出装置の部分拡大断面図。図１５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
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磁気エンコーダー部
１０ＡＢＳセンサー

Claims

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、
前記磁気エンコーダー部は筒状に形成され、該磁気エンコーダー部は前記車両インナー側に延びる前記インナーケースの一部に固定され、
前記アウターケースの中間部には、前記外輪の車両インナー側の端面に当接した状態で該端面に沿って径方向に延び出す壁部が形成され、その壁部の一端側である前記アウターケースの径方向内側部位には前記シール部材が固定され、その壁部の他端側である前記アウターケースの径方向外端部には車両アウター側に延設されてその端部で折り曲がって重合形成された、前記外輪の外周に圧入嵌装される筒部が一体に形成され、該筒部の車両インナー側の端縁における周方向の所定位置から更に車両インナー側に向けて延び出す取付ステー部の先端には、前記ＡＢＳセンサーが前記磁気エンコーダー部と径方向で対向配置した状態で固定されることを特徴とするセンサー付き転がり軸受装置。
前記アウターケースに固定される前記ＡＢＳセンサーは、締結部材で固定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。
前記アウターケースに固定される前記ＡＢＳセンサーは、前記アウターケースとモールド成形によって一体化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。