JP5592130B2 - 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、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、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、密封性の向上を図っ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の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８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、図示しないナックルに支持固定され、固定部材となる外方部材５１と、この外方部材５１に複列のボール５３、５３を介して内挿された内方部材５２とを有している。内方部材５２は、ハブ輪５５と、このハブ輪５５に外嵌された内輪５６とからなる。
外方部材５１は、外周に車体取付フランジ５１ｂを一体に有し、内周には複列の外側転走面５１ａ、５１ａが形成されている。一方、内方部材５２は、前記した外方部材５１の外側転走面５１ａ、５１ａに対向する複列の内側転走面５５ａ、５６ａが形成されている。これら複列の内側転走面５５ａ、５６ａのうち一方の内側転走面５５ａはハブ輪５５の外周に一体形成され、他方の内側転走面５６ａは内輪５６の外周に形成されている。この内輪５６は、ハブ輪５５の内側転走面５５ａから軸方向に延びる軸状の小径段部５５ｂに圧入されている。そして、複列のボール５３、５３がこれら両転走面間にそれぞれ収容され、保持器５７、５７によって転動自在に保持されている。
ハブ輪５５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５４を一体に有し、小径段部５５ｂの端部を径方向外方に塑性変形して加締部５８が形成され、この加締部５８によって前記内輪５６が軸方向に固定されている。そして、外方部材５１の端部にはシール５９およびカバー６３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。
内輪５６の外周には磁気エンコーダ６０が圧入されている。この磁気エンコーダ６０は、磁性金属板により断面が略Ｌ字状の円環状に形成された支持環６１と、この支持環６１の側面に添着されたエンコーダ本体６２とで構成されている。このエンコーダ本体６２は、フェライトの粉末を混入させたゴム等の永久磁石からなり、円周方向にＳ極とＮ極とが交互に等間隔に着磁されている。
カバー６３は、合成樹脂で有蓋円筒状に形成され、その筒部６３ａが外方部材５１の内方側の端部内周に圧入され、蓋部６３ｂで外方部材５１の開口部を閉塞している。筒部６３ａには外方部材５１の端面と当接するフランジ６４が形成されており、これによりカバー６３全体が外方部材５１に対して軸方向に精度よく位置決めされ、カバー６３に取り付けられたセンサ６９の位置管理が容易に行える。
また、図９に示すように、カバー６３の蓋部６３ｂには筒状のセンサ取付部６５が形成され、その内周側に形成されたセンサ取付穴６６にセンサ６９の挿入部６９ａが挿入されている。一方、カバー６３には、その筒部６３ａの内周面から蓋部６３ｂの内側面にかけて、有蓋円筒状に形成された芯金６７が一体にモールドされている。この芯金６７は、カバー６３の筒部６３ａにモールドされた筒状部６７ａと、この筒状部６７ａの底部をなす蓋部６７ｂからなり、センサ取付穴６６のエンコーダ本体６２と対向する側の開口部が閉塞されている。
芯金６７は、厚さが略０．３ｍｍの非磁性鋼の板材で形成され、蓋部６７ｂを有している分、カバー６３の強度を高めると共に、非磁性であるため、回転速度の検出精度には影響を及ぼさない。
センサ６９は、外装部分が合成樹脂で、挿入部６９ａをカバー６３のセンサ取付穴６６に挿入することによりカバー６３に取り付けられている。その挿入部６９ａは、芯金６７の蓋部６７ｂを挟んでエンコーダ本体６２の一部と所定の軸方向すきまを介して対向し、エンコーダ本体６２との対向面の近傍に、磁気エンコーダ６０の回転によって発生する磁界変動を検出する検出部（図示せず）を内蔵している。この検出部は、センサ６９内で出力ケーブル６８の一端の電気信号をケーブル６８を介して出力するようになっている。
このように、カバー６３のセンサ取付穴６６のエンコーダ本体６２と対向する側の開口部を、非磁性鋼鈑で有蓋円筒状に形成された芯金６７の蓋部６７ｂで閉塞しているので、センサ取付穴６６がカバー６３を貫通していない分、装置内部への異物の侵入経路が少なく、装置全体の密封性が優れている（例えば、特許文献１参照。）。
特許第４２８６０６３号公報
このような従来の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、芯金６７と合成樹脂からなるカバー６３の接合部、すなわち、芯金６７の筒状部６７ａとカバー６３の筒部６３ａおよび芯金６７とカバー６３の蓋部６７ｂ、６３ｂの接合部が、冷熱衝撃等による温度変化で線膨張係数の差により剥れや微小すきまが生じ、長期間に亘って当初の密封性を維持するのが難しい。さらに、カバー６３が圧入される外方部材５１の端部内周に切削加工による僅かなビビリや傷等がある場合、気密性を充分に確保することが難しい。
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、組立作業性の向上と共に、密封性を確保し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する。
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、外周に車体に取り付けられ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一体に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少なくとも一つの内輪とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、前記外方部材と内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、前記内輪に外嵌され、円周方向に特性を交互に、かつ等間隔に変化させたパルサリングと、前記外方部材のインナー側の端部に固定されたカップ状のセンサキャップとを備え、前記パルサリングに対応する位置に所定の軸方向エアギャップを介して回転速度センサが配置された従動輪側の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、前記センサキャップが、耐食性を有する鋼板をプレス成形してカップ状に形成され、前記外方部材の端部に圧入固定される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、前記内方部材のインナー側の端部を覆う底部とを備え、この底部に前記回転速度センサが衝合または近接するまで対向配置され、当該底部を介して前記パルサリングと回転速度センサが所定の軸方向エアギャップを介して対峙されると共に、前記センサキャップの底部にプレス加工により円形凹所が形成され、この円形凹所にナットが圧入固定され、取付フランジを介して固定ボルトを前記ナットに締結することにより、前記回転速度センサがセンサキャップに固定され、前記センサキャップの嵌合部と前記外方部材の端部との嵌合部に合成ゴムからなる弾性部材が弾性変形して圧着されている。
このように、内輪に外嵌され、円周方向に特性を交互に、かつ等間隔に変化させたパルサリングと、外方部材のインナー側の端部に固定されたカップ状のセンサキャップとを備え、パルサリングに対応する位置に所定の軸方向エアギャップを介して回転速度センサが配置された従動輪側の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、センサキャップが、耐食性を有する鋼板をプレス成形してカップ状に形成され、外方部材の端部に圧入固定される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、内方部材のインナー側の端部を覆う底部とを備え、この底部に回転速度センサが衝合または近接するまで対向配置され、当該底部を介してパルサリングと回転速度センサが所定の軸方向エアギャップを介して対峙されると共に、センサキャップの底部にプレス加工により円形凹所が形成され、この円形凹所にナットが圧入固定され、取付フランジを介して固定ボルトをナットに締結することにより、回転速度センサがセンサキャップに固定され、センサキャップの嵌合部と外方部材の端部との嵌合部に合成ゴムからなる弾性部材が弾性変形して圧着されているので、従来のように、冷熱衝撃等による温度変化で線膨張係数の差により樹脂部の剥れや微小すきまが生じて密封性が低下するのを防止することができ、組立作業性の向上と共に、密封性を確保し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ができる。また、固定ボルトの締結時に、センサキャップに片寄ったトルクが発生せず、スムーズに回転速度センサを固定することができる。
また、請求項２に記載の発明のように、前記ナットがステンレス鋼から形成されていれば、長期間に亘って発錆が防止でき、耐久性を向上させることができる。
また、請求項３に記載の発明のように、前記センサキャップの嵌合部の端部外周に縮径部が形成され、この縮径部の外周に前記弾性部材が加硫接着によって一体接合されると共に、前記弾性部材に径方向外方に突出する環状突起が形成され、前記外方部材の端部内周に弾性変形して圧着されていれば、嵌合部の気密性を一層高めることができる。
好ましくは、請求項４に記載の発明のように、前記弾性部材が前記センサキャップの底部の側面からインナー側に突出しないように接合されていれば、弾性部材が回転速度センサに干渉せず、安定した検出精度を得ることができる。
また、請求項５に記載の発明のように、前記センサキャップの嵌合部の端部内周に環状凹部が形成され、この環状凹部に前記弾性部材が加硫接着によって一体に接合されると共に、前記弾性部材に径方向内方に突出する環状突起が形成され、前記外方部材の端部外周に弾性変形して圧着されていれば、嵌合部の気密性を一層高めることができる。
また、請求項６に記載の発明のように、前記外方部材の端部に面取り部が形成され、この面取り部と、前記センサキャップの嵌合部と底部の角部との間に形成される環状空間に前記弾性部材が弾性変形して装着されていれば、嵌合部の気密性を一層高めることができる。
また、請求項７に記載の発明のように、前記センサキャップの底部の外径側で、前記パルサリングに対応する位置に薄肉部が形成され、この薄肉部に前記回転速度センサが衝合または近接するまで対向配置されていれば、エアギャップを実質的に小さく設定することができ、一層高い検出精度が得られる。
また、請求項８に記載の発明のように、前記薄肉部が前記回転速度センサの形状に沿って形成されていれば、回転速度センサの周方向の位置決めが容易にでき、組立作業性の向上を図ることができる。
また、請求項９に記載の発明のように、前記センサキャップの薄肉部の厚さが前記底部の厚さの０．２〜０．５倍で、０．１〜０．５ｍｍの範囲に設定されていれば、強度・剛性を充分確保することができると共に、所望の磁束密度を確保することができ、検出精度を高めることができる。
また、請求項１０に記載の発明のように、前記外方部材の前記センサキャップとの嵌合面がビビリ高さ３μｍ以下に規制されていれば、嵌合部の気密性を一層高めることができる。
また、請求項１１に記載の発明のように、前記回転速度センサが路面に対して水平位置に配置されていれば、車輪からの横方向荷重により外方部材と内方部材が相対的に傾いた状態においても、回転速度センサとパルサリングのエアギャップ変動を抑制することができ、安定した検出精度を得ることができる。
また、請求項１２に記載の発明のように、前記複列の転動体列のうちアウター側の転動体列のピッチ円直径がインナー側の転動体列のピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、アウター側の転動体列の転動体径がインナー側の転動体列の転動体径よりも小径に設定され、かつ、アウター側の転動体列の転動体数がインナー側の転動体列の転動体数よりも多く設定されていれば、インナー側に比べアウター側部分の軸受剛性を増大させることができ、軸受の長寿命化を図ることができると共に、外方部材のアウター側の外径寸法を抑えつつ高剛性化を図ることができる。
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られ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一体に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少なくとも一つの内輪とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、前記外方部材と内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、前記内輪に外嵌され、円周方向に特性を交互に、かつ等間隔に変化させたパルサリングと、前記外方部材のインナー側の端部に固定されたカップ状のセンサキャップとを備え、前記パルサリングに対応する位置に所定の軸方向エアギャップを介して回転速度センサが配置された従動輪側の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、前記センサキャップが、耐食性を有する鋼板をプレス成形してカップ状に形成され、前記外方部材の端部に圧入固定される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、前記内方部材のインナー側の端部を覆う底部とを備え、この底部に前記回転速度センサが衝合または近接するまで対向配置され、当該底部を介して前記パルサリングと回転速度センサが所定の軸方向エアギャップを介して対峙されると共に、前記センサキャップの底部にプレス加工により円形凹所が形成され、この円形凹所にナットが圧入固定され、取付フランジを介して固定ボルトを前記ナットに締結することにより、前記回転速度センサがセンサキャップに固定され、前記センサキャップの嵌合部と前記外方部材の端部との嵌合部に合成ゴムからなる弾性部材が弾性変形して圧着されているので、従来のように、冷熱衝撃等による温度変化で線膨張係数の差により樹脂部の剥れや微小すきまが生じて密封性が低下するのを防止することができ、組立作業性の向上と共に、密封性を確保し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ができる。また、固定ボルトの締結時に、センサキャップに片寄ったトルクが発生せず、スムーズに回転速度センサを固定することができる。
本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。 図１の側面図である。 図１の要部拡大図である。 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２の実施形態を示す要部拡大である。 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３の実施形態を示す要部拡大である。 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４の実施形態を示す要部拡大である。 同上、車両装着時の側面図である。 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。 図８の要部拡大図である。
外周に車体に取り付けられ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一体に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の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面から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、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と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、前記内輪に外嵌され、円周方向に特性を交互に、かつ等間隔に変化させた磁気エンコーダと、前記外方部材のインナー側の端部に固定されたカップ状のセンサキャップとを備え、前記磁気エンコーダに対応する位置に所定の軸方向エアギャップを介して回転速度センサが配置された従動輪側の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、前記センサキャップが、ステンレス鋼板をプレス成形してカップ状に形成され、前記外方部材の端部内周に圧入固定される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から縮径部を介して径方向内方に延び、前記内方部材のインナー側の端部を覆う底部とを備え、この底部に前記回転速度センサが衝合または近接するまで対向配置され、当該底部を介して前記磁気エンコーダと回転速度センサが所定の軸方向エアギャップを介して対峙されると共に、前記センサキャップの底部にプレス加工により円形凹所が形成され、この円形凹所にナットが圧入固定され、取付フランジを介して固定ボルトを前記ナットに締結することにより、前記回転速度センサがセンサキャップに固定され、前記センサキャップの縮径部の外周に、径方向外方に突出する環状突起を有する弾性部材が加硫接着により一体接合され、前記外方部材の端部内周に弾性変形して圧着されている。
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第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の側面図、図３は、図１の要部拡大図である。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ター側（図１の左側）、中央寄り側をインナー側（図１の右側）という。
この回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は従動輪側の第３世代と呼称され、内方部材１と外方部材２、および両部材１、２間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）３ａ、３ｂ列とを備えている。内方部材１は、ハブ輪４と、このハブ輪４に所定のシメシロを介して圧入された内輪５とからなる。
ハブ輪４は、アウター側の端部に車輪（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、外周に一方（アウター側）の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる軸状部４ｄを介して小径段部４ｂが形成されている。車輪取付フランジ６にはハブボルト６ａが周方向等配に植設されている。
また、ハブ輪４のアウター側端部には軸方向に延びるすり鉢状の凹所１０が形成されている。この凹所１０は鍛造加工によってアウター側の内側転走面４ａの溝底部の近傍まで形成され、ハブ輪４のアウター側の肉厚が略均一に設定されている。
内輪５は、外周に他方（インナー側）の内側転走面５ａが形成され、ハブ輪４の小径段部４ｂに圧入されて背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受を構成すると共に、小径段部４ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部４ｃによって、予定の軸受予圧が付与された状態で内輪５が軸方向に固定されている。これにより、軽量・コンパクト化を図ることができると共に、所望の軸受寿命が得られる。なお、内輪５および転動体３ａ、３ｂはＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。
ハブ輪４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面４ａをはじめ、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部４ｂ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４ｃは鍛造加工後の表面硬さの生のままとされている。これにより、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、内輪５の嵌合部となる小径段部４ｂの耐フレッティング性が向上すると共に、微小なクラック等の発生がなく加締部４ｃの塑性加工をスムーズに行うことができる。
外方部材２は、外周にナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ２ｃを一体に有し、内周にハブ輪４の内側転走面４ａに対向するアウター側の外側転走面２ａと、内輪５の内側転走面５ａに対向するインナー側の外側転走面２ｂが一体に形成されている。これら両転走面間に複列の転動体３ａ、３ｂ列が収容され、保持器７、８によって転動自在に保持されている。そして、外方部材２と内方部材１との間に形成される環状空間のアウター側の開口部にシール９が装着されると共に、インナー側の開口部には後述するセンサキャップ１４が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部から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。
外方部材２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面２ａ、２ｂが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、ここでは、転動体３ａ、３ｂにボールを使用した複列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受装置を例示したが、これに限らず、円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受で構成されていても良い。
本実施形態では、アウター側の転動体３ａ列のピッチ円直径ＰＣＤｏがインナー側の転動体３ｂ列のピッチ円直径ＰＣＤｉよりも大径に設定されると共に、アウター側の転動体３ａ列の転動体径ｄｏがインナー側の転動体３ｂ列の転動体径ｄｉよりも小径（ｄｏ＜ｄｉ）に設定されている。このピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉと転動体径ｄｏ、ｄｉの違いにより、アウター側の転動体３ａ列の転動体数Ｚｏがインナー側の転動体３ｂ列の転動体数Ｚｉよりも多く設定されている（Ｚｏ＞Ｚｉ）。これにより、インナー側に比べアウター側部分の軸受剛性を増大させることができ、軸受の長寿命化を図ることができる。なお、ここでは、アウター側の転動体３ａとインナー側の転動体３ｂがサイズの異なるものを例示したが、これに限らず、両列同じサイズであっても良い。
内輪５の外周にはパルサリング１１が圧入されている。このパルサリング１１は、円環状に形成された支持環１２と、この支持環１２の側面に加硫接着等で一体に接合された磁気エンコーダ１３とで構成されている。この磁気エンコーダ１３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、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁されて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。
支持環１２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、図３に拡大して示すように、内輪５に圧入される円筒部１２ａと、この円筒部１２ａから径方向内方に延びる立板部１２ｂとを有している。この立板部１２ｂのインナー側の側面に磁気エンコーダ１３が接合されている。
センサキャップ１４は外方部材４のインナー側の端部に内嵌固定され、外方部材２の開口部を閉塞している。このセンサキャップ１４は、耐食性を有するステンレス鋼板や冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）をプレス成形してカップ状に形成され、外方部材２の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部１４ａと、この嵌合部１４ａから縮径部１４ｂを介して径方向内方に延び、内方部材１のインナー側の端部を覆う底部１４ｃとを備えている。特に、このセンサキャップ１４は、後述する回転速度センサ１８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。
ここで、縮径部１４ｂの外周にはＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）等の合成ゴムからなる弾性部材１５が加硫接着によって一体に接合されている。この弾性部材１５は、センサキャップ１４の底部１４ｃの側面からインナー側に突出して回転速度センサ１８に干渉しないように接合され、嵌合部１４ａの外径より径方向外方に突出する環状突起１５ａを備えている。そして、外方部材２の端部内周の嵌合面がビビリ高さ３μｍ以下に規制されると共に、この環状突起１５ａがセンサキャップ１４の嵌合時に外方部材２の端部内周に弾性変形して圧着され、嵌合部１４ａの気密性を高めている。
本実施形態では、センサキャップ１４の底部１４ａの径方向略中心部に円形凹所１６が形成され、この円形凹所１６にナット１７が圧入固定されている（図２参照）。そして、図示しない取付フランジを介して固定ボルトをナット１８の雌ねじ１８ａに締結することにより、回転速度センサ１８がセンサキャップ１４に固定される。これにより、固定ボルトの締結時に、センサキャップ１４に片寄ったトルクが発生せず、スムーズに回転速度センサ１８を固定することができる。ここで、ナット１７はオーステナイト系ステンレス鋼（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系）やフェライト系のステンレス鋼（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系）等の防錆能を備えた鋼材から形成されている。これにより、長期間に亘って発錆が防止でき、耐久性を向上させることができる。
ここで、センサキャップ１４の底部１４ｃの径方向外方部の磁気エンコーダ１３に対応する位置に回転速度センサ１８が衝合または近接するまで対向配置されている。そして、底部１４ｃを介して磁気エンコーダ１３の磁束の変化を回転速度センサ１８によって検出し、車輪の回転速度を検出する。これにより、所望のエアギャップが得られ、煩雑なエアギャップ調整を省いて組立作業性の向上を図ることができると共に、検出部がセンサキャップ１４によって閉塞されているので、冷熱衝撃等による温度変化で線膨張係数の差により樹脂部の剥れや微小すきまが生じて密封性が低下するのを防止することができ、組立作業性の向上と共に、感知性能に影響を及ぼすことなく密封性を確保し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ができる。
回転速度センサ１８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整形回路が組み込まれたＩＣ等からなり、車輪の回転速度を検出してその回転数を制御する自動車のＡＢＳを構成している。
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２の実施形態を示す要部拡大図である。なお、この実施形態は、前述した第１の実施形態（図３）と基本的にはセンサキャップの構成が一部異なるだけで、その他同一部品、同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符合を付して詳細な説明を省略する。
このセンサキャップ１９は、耐食性を有するステンレス鋼板や冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）をプレス成形してカップ状に形成され、外方部材２の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部１４ａと、この嵌合部１４ａから縮径部１４ｂを介して径方向内方に延びる底部１９ａとを備えている。
センサキャップ１９の底部１９ａの外径側には薄肉部２０が形成されている。この薄肉部２０は径方向外方部の磁気エンコーダ１３に対応する位置に形成され、回転速度センサ１８が衝合または近接するまで対向配置されている。この薄肉部２０は回転速度センサ１８の形状に沿って形成されているので、エアギャップを実質的に小さく設定することができ、高い検出精度が得られる共に、回転速度センサ１８の周方向の位置決めが容易にでき、組立作業性の向上を図ることができる。
なお、薄肉部２０の厚さｔは底部１９ａの厚さｔ０の０．２〜０．５倍で、０．１〜０．５ｍｍの範囲に設定されている。厚さｔが０．１ｍｍ未満では、強度・剛性が不足し、組立時に他の部品と衝突して変形や割損する恐れがある。また、厚さｔが０．５ｍｍを超えると、エアギャップが大きくなり過ぎて必要な磁束密度が得られない。
図５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３の実施形態を示す要部拡大図である。なお、この実施形態は、前述した第１の実施形態（図３）と基本的にはセンサキャップの構成が一部異なるだけで、その他同一部品、同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符合を付して詳細な説明を省略する。
このセンサキャップ２１は、耐食性を有するステンレス鋼板や冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）をプレス成形してカップ状に形成され、外方部材２の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部２１ａと、この嵌合部２１ａから径方向内方に延びる底部２１ｂとを備えている。
センサキャップ２１の嵌合部２１ａの端部内周には環状凹部２２が形成され、この環状凹部２２にＮＢＲ等の合成ゴムからなる弾性部材２３が加硫接着によって一体に接合されている。この弾性部材２３は、径方向内方に突出する環状突起２３ａを備えている。そして、外方部材２の端部外周の嵌合面がビビリ高さ３μｍ以下に規制されると共に、この環状突起２３ａがセンサキャップ１４の嵌合時に外方部材２の端部外周に弾性変形して圧着され、嵌合部２１ａの気密性を高めている。
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４の実施形態を示す要部拡大図、図７は、図６の車両装着時の側面図である。なお、この実施形態は、前述した第３の実施形態（図５）と基本的にはセンサキャップの構成が一部異なるだけで、その他同一部品、同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符合を付して詳細な説明を省略する。
このセンサキャップ２４は、耐食性を有するステンレス鋼板や冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）をプレス成形してカップ状に形成され、外方部材２の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部２４ａと、この嵌合部２４ａから径方向内方に延びる底部２１ｂとを備えている。
外方部材２の端部外周の嵌合面がビビリ高さ３μｍ以下に規制されると共に、その端部に面取り部２５が形成されている。そして、この面取り部２５と、センサキャップ２４の嵌合部２１ａと底部２１ｂの角部との間に形成される環状空間にＮＢＲ等の合成ゴムからなる弾性部材２６が弾性変形して装着されている。これにより、センサキャップ２４の嵌合部２４ａの気密性を高めている。
また、回転速度センサ１８は、図７に示すように、車両取付状態では、路面に対して水平位置になるように配設される。これにより、車輪からの横方向荷重により外方部材２とハブ輪４（内方部材）が相対的に傾いた状態においても、回転速度センサ１８と磁気エンコーダ（図示せず）のエアギャップ変動を抑制することができ、安定した検出精度を得ることができる。
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、転動体がボール、円錐ころ等、あらゆる構造の従動輪用の内輪回転タイプの車輪用軸受装置に適用することができる。
１ 内方部材
２ 外方部材
２ａ、２ｂ 外側転走面
２ｃ 車体取付フランジ
３ａ アウター側の転動体
３ｂ インナー側の転動体
４ ハブ輪
４ａ、５ａ 内側転走面
４ｂ 小径段部
４ｃ 加締部
４ｄ 軸状部
５ 内輪
６ 車輪取付フランジ
６ａ ハブボルト
６ｂ 車輪取付フランジのインナー側の基部
７、８ 保持器
９ シール
１０ 凹所
１１ パルサリング
１２ 支持環
１２ａ 円筒部
１２ｂ 立板部
１３ 磁気エンコーダ
１４、１９、２１、２４ センサキャップ
１４ａ、２１ａ、２４ａ 嵌合部
１４ｂ 縮径部
１４ｃ、１９ａ、２１ｂ 底部
１５、２３、２６ 弾性部材
１５ａ、２３ａ 環状突起
１６ 円形凹所
１７ ナット
１７ａ 雌ねじ
１８ 回転速度センサ
２０ 薄肉部
２２ 環状凹部
２５ 面取り部
５１ 外方部材
５１ａ 外側転走面
５１ｂ 車体取付フランジ
５２ 内方部材
５３ ボール
５４ 車輪取付フランジ
５５ ハブ輪
５５ａ、５６ａ 内側転走面
５５ｂ 小径段部
５６ 内輪
５７ 保持器
５８ 加締部
５９ シール
６０ 磁気エンコーダ
６１ 支持環
６２ エンコーダ本体
６３ カバー
６３ａ 筒部
６３ｂ、６７ｂ 蓋部
６４ フランジ
６５ センサ取付部
６６ センサ取付穴
６７ 芯金
６７ａ 筒状部
６８ ケーブル
６９ センサ
６９ａ 挿入部
ｄｉ インナー側の転動体列の転動体径
ｄｏ アウター側の転動体列の転動体径
ＰＣＤｉ インナー側の転動体列のピッチ円直径
ＰＣＤｏ アウター側の転動体列のピッチ円直径
ｔ 薄肉部の厚さ
ｔ０ 底部の厚さ
Ｚｉ インナー側の転動体列の転動体数
Ｚｏ アウター側の転動体列の転動体数

Claims (12)

  1. 外周に車体に取り付けられ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一体に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少なくとも一つの内輪とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、前記外方部材と内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、前記内輪に外嵌され、円周方向に特性を交互に、かつ等間隔に変化させたパルサリングと、前記外方部材のインナー側の端部に固定されたカップ状のセンサキャップとを備え、前記パルサリングに対応する位置に所定の軸方向エアギャップを介して回転速度センサが配置された従動輪側の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、前記センサキャップが、耐食性を有する鋼板をプレス成形してカップ状に形成され、前記外方部材の端部に圧入固定される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、前記内方部材のインナー側の端部を覆う底部とを備え、この底部に前記回転速度センサが衝合または近接するまで対向配置され、当該底部を介して前記パルサリングと回転速度センサが所定の軸方向エアギャップを介して対峙されると共に、前記センサキャップの底部にプレス加工により円形凹所が形成され、この円形凹所にナットが圧入固定され、取付フランジを介して固定ボルトを前記ナットに締結することにより、前記回転速度センサがセンサキャップに固定され、前記センサキャップの嵌合部と前記外方部材の端部との嵌合部に合成ゴムからなる弾性部材が弾性変形して圧着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。
  2. 前記ナットがステンレス鋼から形成されている請求項１に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  3. 前記センサキャップの嵌合部の端部外周に縮径部が形成され、この縮径部の外周に前記弾性部材が加硫接着によって一体接合されると共に、前記弾性部材に径方向外方に突出する環状突起が形成され、前記外方部材の端部内周に弾性変形して圧着されている請求項１に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  4. 前記弾性部材が前記センサキャップの底部の側面からインナー側に突出しないように接合されている請求項３に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  5. 前記センサキャップの嵌合部の端部内周に環状凹部が形成され、この環状凹部に前記弾性部材が加硫接着によって一体に接合されると共に、前記弾性部材に径方向内方に突出する環状突起が形成され、前記外方部材の端部外周に弾性変形して圧着されている請求項１に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  6. 前記外方部材の端部に面取り部が形成され、この面取り部と、前記センサキャップの嵌合部と底部の角部との間に形成される環状空間に前記弾性部材が弾性変形して装着されている請求項１に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  7. 前記センサキャップの底部の外径側で、前記パルサリングに対応する位置に薄肉部が形成され、この薄肉部に前記回転速度センサが衝合または近接するまで対向配置されている請求項１に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  8. 前記薄肉部が前記回転速度センサの形状に沿って形成されている請求項７に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  9. 前記センサキャップの薄肉部の厚さが前記底部の厚さの０．２〜０．５倍で、０．１〜０．５ｍｍの範囲に設定されている請求項７または８に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  10. 前記外方部材の前記センサキャップとの嵌合面がビビリ高さ３μｍ以下に規制されている請求項１に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  11. 前記回転速度センサが路面に対して水平位置に配置されている請求項１に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  12. 前記複列の転動体列のうちアウター側の転動体列のピッチ円直径がインナー側の転動体列のピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、アウター側の転動体列の転動体径がインナー側の転動体列の転動体径よりも小径に設定され、かつ、アウター側の転動体列の転動体数がインナー側の転動体列の転動体数よりも多く設定されている請求項１に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
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