JP6012803B2 - 車輪用軸受装置 - Google Patents

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、キャップおよびこのキャップが装着される圧入部の構造を改良して、圧入傷やかじりの発生を防止して気密性の向上を図った車輪用軸受装置に関するものである。

自動車の懸架装置に対して車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置は、低コスト化は言うまでもなく、燃費向上のための軽量・コンパクト化が進んでいる。これらの車輪用軸受装置は、ハブ輪と複列の転がり軸受とがユニット化して構成されており、その代表的なものとして、図１２に示す車輪用軸受装置が知られている。

この車輪用軸受装置は、外方部材５０と一対の内輪５１、５１と、これら両部材間に収容された複列のボール５２、５２とを備えている。外方部材５０は、一端部に車輪取付フランジ５３を一体に有し、内周に複列の外側転走面５０ａ、５０ａが形成されている。

一対の内輪５１、５１はアクスルシャフト５４に嵌合（すきま嵌め）され、固定ナット５５を介して軸方向に固定されている。また、内輪５１と外方部材５０間に形成される環状空間の開口部にはシールド５６とシール５７が装着され、軸受内部に封入し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（シールド５６は内輪５１とラビリンスを構成し、潤滑グリースの飛散を防止している）。

外方部材５０には、車輪取付フランジ５３から軸方向に延びるブレーキパイロット部５８とホイールパイロット部５９がそれぞれ設けられている。ブレーキパイロット部５８は、外方部材５０と同心の円筒状の突出部として形成され、ホイールパイロット部５９は、ブレーキパイロット部５８よりも僅かに小径に形成され、円周方向に離れた分割型とされている。

キャップ６０は、耐食性を有する鋼板からプレス加工にてカップ状に形成されている。このキャップ６０は、図１３（ａ）に示すように、円筒部６０ａと、この円筒部６０ａから径方向外方に延びる重合部６０ｂと、この重合部６０ｂに連続して形成された底部６０ｃとからなる。

また、キャップ６０における円筒部６０ａの端部には、切起し加工によって径方向外方に所定角度傾斜した爪部６１が円周方向に複数個形成されている。一方、円筒状のブレーキパイロット部５８の内周面には、図１４に示すように、旋削加工等の機械加工によって環状溝６２が形成されている。キャップ６０は、爪部６１が弾性変形した状態でその重合部６０ｂがホイールパイロット部５９の端面に衝合するまで圧入され、環状溝６２の位置で爪部６１が弾性復帰して環状溝６２に係合する。これにより、キャップ６０を外方部材５０に確実に固定することができると共に、パイロット部５８、５９の防錆向上を図ることができる（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００７−１３４１号公報

この従来の車輪用軸受装置では、分割型のパイロット部５８、５９であっても、キャップ６０を外方部材５０に確実に固定することにより、軸受内部が錆びるのを防止すると共に、パイロット部５８、５９への錆進展を抑制することができる。然しながら、パイロット部５８、５９に圧入されるキャップ６０は鋼板からプレス加工によって形成されているため、円筒部６０ａの寸法や真円度を高精度に確保するのは難しい。したがって、キャップ６０の移動や脱落を防止するため、一般的にこの種の円筒部６０ａのシメシロ範囲は０．１〜０．４ｍｍと大きく設定されている。

さらに、図１４に示すように、パイロット部５８、５９のガイド部６３の幅Ａが不足していると、円筒部６０ａのシメシロ大に加え、圧入時にキャップ６０が傾いて圧入されることがある。これによって、キャップ６０の円筒部６０ａに、図１３（ｂ）に示すような軸方向に延びる筋状の圧入傷６４やかじりが発生する恐れがある。その結果、圧入傷６４やかじりによって気密性が損なわれ、この嵌合部から雨水等が浸入して軸受寿命が低下する恐れがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、キャップ圧入時の圧入傷やかじりの発生を防止して嵌合部の気密性の向上を図ると共に、キャップを圧入前にプリセットして圧入作業性の向上を図った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に記載の発明は、外周にナックル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、前記外方部材のインナー側の端部に嵌着され、鋼板から形成されたカップ状のキャップとを備えた車輪用軸受装置において、前記キャップが、前記外方部材のインナー側の端部内周に圧入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る円板状の遮蔽部と、この遮蔽部から屈曲部を介して前記内方部材のインナー側の端部を覆う底部とを備えると共に、前記キャップの嵌合部が、前記外方部材の端部内周に形成された円筒状の嵌合面に金属嵌合される円筒部と、この円筒部から軸方向に傾斜して延びるテーパ状の縮径部で構成され、前記キャップの縮径部の外周面に合成ゴムからなる弾性部材が一体に接合され、当該キャップの嵌合時に前記外方部材の嵌合面に圧着され、前記キャップと外方部材の嵌合面のうちどちらか一方の嵌合面に径方向の段差が形成されていると共に、前記内輪にパルサリングが外嵌され、このパルサリングが鋼板から形成され、前記内輪の外径面に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向に延びる立板部とを備えた支持環と、この支持環の立板部に一体に接合され、エラストマに磁性体粉が混入され、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁された磁気エンコーダとからなり、この磁気エンコーダに前記キャップを介して回転速度センサが所定の軸方向すきまで対峙されていると共に、前記支持環の嵌合部の端部に径方向の段差が形成され、その内径が前記内輪の外径よりも大径に設定され、かつ、その段差の幅が前記内輪の端部外径の面取り部の幅よりも大きくなるように設定されている。

このように、外方部材のインナー側の端部に嵌着され、鋼板から形成されたカップ状のキャップ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、キャップが、外方部材のインナー側の端部内周に圧入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る円板状の遮蔽部と、この遮蔽部から屈曲部を介して内方部材のインナー側の端部を覆う底部とを備えると共に、キャップの嵌合部が、外方部材の端部内周に形成された円筒状の嵌合面に金属嵌合される円筒部と、この円筒部から軸方向に傾斜して延びるテーパ状の縮径部で構成され、キャップの縮径部の外周面に合成ゴムからなる弾性部材が一体に接合され、当該キャップの嵌合時に外方部材の嵌合面に圧着され、前記キャップと外方部材の嵌合面のうちどちらか一方の嵌合面に径方向の段差が形成されていると共に、内輪にパルサリングが外嵌され、このパルサリングが鋼板から形成され、内輪の外径面に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向に延びる立板部とを備えた支持環と、この支持環の立板部に一体に接合され、エラストマに磁性体粉が混入され、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁された磁気エンコーダとからなり、この磁気エンコーダにキャップを介して回転速度センサが所定の軸方向すきまで対峙されていると共に、支持環の嵌合部の端部に径方向の段差が形成され、その内径が内輪の外径よりも大径に設定され、かつ、その段差の幅が内輪の端部外径の面取り部の幅よりも大きくなるように設定されているので、外方部材との嵌合部の気密性が高くなって密封性が向上すると共に、キャップを外方部材に圧入する際、キャップを芯合わせした状態でプリセットすることができ、キャップ圧入時の圧入傷やかじりの発生を防止して嵌合部の気密性の向上を図ると共に、圧入作業性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。また、パルサリングを内輪に圧入する際、パルサリングを芯合わせした状態でプリセットすることができ、パルサリング圧入時の圧入傷やかじりの発生を防止して嵌合部の気密性の向上を図ると共に、圧入作業性の向上を図ることができる。

また、請求項２に記載の発明のように、前記弾性部材が圧着される前記嵌合面は、前記円筒部が金属嵌合される嵌合面と同一であっても良いし、請求項３に記載の発明のように、前記外方部材の端部内周に形成された円筒状の嵌合面は、軸方向に平行な単一内径面であっても良い。また、請求項４に記載の発明のように、前記弾性部材が圧着される前記嵌合面は、前記円筒部が金属嵌合される嵌合面よりもインナー側にあっても良い。
好ましくは、請求項５に記載の発明のように、前記段差が０．１５〜０．３０ｍｍの範囲に設定されていれば、圧入時の良好な案内すきまとなるため、圧入作業性の向上を図ることができる。

また、請求項６に記載の発明のように、前記キャップの円筒部の端部に前記段差が形成され、その外径が前記外方部材の嵌合面の内径よりも小径に設定されていても良い。

また、請求項７に記載の発明のように、前記キャップの円筒部の端部が前記段差だけ縮径された小径部とされていれば、嵌合部の板厚を薄くして強度を低下させることなくキャップを芯合わせした状態でプリセットすることができ、圧入作業性を向上させることができる。

また、請求項８に記載の発明のように、前記弾性部材が前記キャップの円筒部の外径より径方向外方に突出する環状突起を備えていれば、環状突起がキャップの嵌合時に外方部材の端部内周に弾性変形して圧着され、外方部材との嵌合部の気密性が高くなって密封性が向上する。

また、請求項９に記載の発明のように、前記キャップの円筒部の端部の内径が前記弾性部材の側面の外径よりも小径になるように設定されていれば、弾性部材に円筒部の端部が確実に当接し、積層されたキャップの製造工程での作業性を向上させることができる。

また、請求項１０に記載の発明のように、前記キャップの段差の幅が前記外方部材の端部内径の面取り部の幅よりも大きくなるように設定されていれば、キャップを外方部材に圧入する際、キャップの姿勢を規制した状態でプリセットすることができ、一層圧入作業性の向上を図ることができる。

また、請求項１１に記載の発明のように、前記外方部材の端部内周に前記段差からなる案内部が形成され、その内径が前記キャップの嵌合部の外径よりも大径に設定されていても良い。

また、請求項１２に記載の発明のように、前記外方部材の嵌合面と案内部の繋ぎ部が所定の曲率半径からなる円弧状に形成され、前記外側転走面と嵌合面および繋ぎ部が研削面とされていれば、寸法精度が向上すると共に、両者の同軸度が高くなり、キャップの圧入の作業性をさらに向上させることができる。

また、請求項１３に記載の発明のように、前記キャップの円筒部に対する前記遮蔽部の面振れが０．１５ｍｍ以下に規制されていれば、キャップの姿勢を規制した状態でプリセットすることができる。

また、請求項１４に記載の発明のように、前記支持環の嵌合部に対する前記磁気エンコーダの直角度が０．３０ｍｍ以下に規制されていれば、パルサリングの姿勢を規制した状態でプリセットすることができる。

また、請求項１５に記載の発明のように、前記内輪の端部外周に径方向の段差からなる案内部が形成され、この外径が前記内輪の外径よりも小径に設定されていれば、パルサリングを内輪に圧入する際、パルサリングを芯合わせした状態でプリセットすることができ、パルサリング圧入時の圧入傷やかじりの発生を防止して嵌合部の気密性の向上を図ると共に、圧入作業性の向上を図ることができる。

また、請求項１６に記載の発明のように、前記支持環の嵌合部の外径が前記磁気エンコーダの内径よりも大径になるように設定されていれば、磁気エンコーダに支持環の嵌合部が確実に当接し、積層されたパルサリングの製造工程での作業性を向上させることができる。

また、請求項１７に記載の発明のように、前記内輪の外径面と案内部の繋ぎ部が所定の曲率半径からなる円弧状に形成され、前記内輪の内側転走面と外径面および繋ぎ部が研削面とされていれば、寸法精度が向上すると共に、両者の同軸度が高くなり、パルサリングの圧入の作業性をさらに向上させることができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、外周にナックル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、前記外方部材のインナー側の端部に嵌着され、鋼板から形成されたカップ状のキャップとを備えた車輪用軸受装置において、前記キャップが、前記外方部材のインナー側の端部内周に圧入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る円板状の遮蔽部と、この遮蔽部から屈曲部を介して前記内方部材のインナー側の端部を覆う底部とを備えると共に、前記キャップの嵌合部が、前記外方部材の端部内周に形成された円筒状の嵌合面に金属嵌合される円筒部と、この円筒部から軸方向に傾斜して延びるテーパ状の縮径部で構成され、前記キャップの縮径部の外周面に合成ゴムからなる弾性部材が一体に接合され、当該キャップの嵌合時に前記外方部材の嵌合面に圧着され、前記キャップと外方部材の嵌合面のうちどちらか一方の嵌合面に径方向の段差が形成されていると共に、内輪にパルサリングが外嵌され、このパルサリングが鋼板から形成され、内輪の外径面に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向に延びる立板部とを備えた支持環と、この支持環の立板部に一体に接合され、エラストマに磁性体粉が混入され、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁された磁気エンコーダとからなり、この磁気エンコーダにキャップを介して回転速度センサが所定の軸方向すきまで対峙されていると共に、支持環の嵌合部の端部に径方向の段差が形成され、その内径が内輪の外径よりも大径に設定され、かつ、その段差の幅が内輪の端部外径の面取り部の幅よりも大きくなるように設定されているので、外方部材との嵌合部の気密性が高くなって密封性が向上すると共に、キャップを外方部材に圧入する際、キャップを芯合わせした状態でプリセットすることができ、キャップ圧入時の圧入傷やかじりの発生を防止して嵌合部の気密性の向上を図ると共に、圧入作業性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。また、パルサリングを内輪に圧入する際、パルサリングを芯合わせした状態でプリセットすることができ、パルサリング圧入時の圧入傷やかじりの発生を防止して嵌合部の気密性の向上を図ると共に、圧入作業性の向上を図ることができる。

本発明に係る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のキャップとパルサリングが装着された状態を示す要部拡大図である。 （ａ）は、図２のキャップのプリセットを示す説明図、（ｂ）は、図２のパルサリングのプリセットを示す説明図である。 （ａ）は、図２のキャップの変形例を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）のキャップのプリセットを示す説明図である。 （ａ）は、図２のキャップ単体を示す断面図、（ｂ）は、（ａ）のキャップを積層した状態を示す説明図、（ｃ）は、（ｂ）の要部拡大図である。 （ａ）は、図２のパルサリングの変形例を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）の拡大断面図である。 （ａ）は、図２のパルサリング単体を示す断面図、（ｂ）は、（ａ）のパルサリングを積層した状態を示す説明図、（ｃ）は、（ｂ）の要部拡大図である。 （ａ）は、図２のキャップの精度を示す説明図、（ｂ）は、図２のパルサリングの精度を示す説明図である。 本発明に係る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。 （ａ）は、図９のキャップのプリセットを示す説明図、（ｂ）は、図９のパルサリングのプリセットを示す説明図である。 （ａ）は、図９の外方部材の加工方法を示す説明図、（ｂ）は、図９の内輪の加工方法を示す説明図である。 従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。 （ａ）は、図１０のキャップ単体を示す縦断面図、（ｂ）は、圧入後のキャップを示す平面図である。 図１３のキャップの圧入状態を示す説明図である。

外周にナックル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パルサリングと、前記外方部材のインナー側の端部に嵌着され、非磁性体の鋼板からプレス加工により形成されたカップ状のキャップとを備え、このキャップを介して回転速度センサが前記パルサリングに所定の軸方向エアギャップで対峙されている車輪用軸受装置において、前記キャップが、前記外方部材のインナー側の端部内周に圧入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る円板状の遮蔽部と、この遮蔽部から屈曲部を介して前記内方部材のインナー側の端部を覆う底部とを備えると共に、前記キャップの嵌合部が、前記外方部材の端部内周に形成された嵌合面に金属嵌合される円筒部と、この円筒部から軸方向に傾斜して延びるテーパ状の縮径部で構成され、この縮径部の外周面に合成ゴムからなる弾性部材が加硫接着により一体に接合され、前記キャップの円筒部の外径より径方向外方に突出する環状突起を備えていると共に、前記円筒部の端部に所定の径方向の段差がプレス加工によって形成され、その外径が前記外方部材の嵌合面の内径よりも小径に設定され、かつ、当該段差の幅が前記外方部材の端部内径の面取り部の幅よりも大きく設定されている。

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のキャップとパルサリングが装着された状態を示す要部拡大図、図３（ａ）は、図２のキャップのプリセットを示す説明図、（ｂ）は、図２のパルサリングのプリセットを示す説明図、図４（ａ）は、図２のキャップの変形例を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）のキャップのプリセットを示す説明図、図５（ａ）は、図２のキャップ単体を示す断面図、（ｂ）は、（ａ）のキャップを積層した状態を示す説明図、（ｃ）は、（ｂ）の要部拡大図、図６（ａ）は、図２のパルサリングの変形例を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）の拡大断面図、図７（ａ）は、図２のパルサリング単体を示す断面図、（ｂ）は、（ａ）のパルサリングを積層した状態を示す説明図、（ｃ）は、（ｂ）の要部拡大図、図８（ａ）は、図２のキャップの精度を示す説明図、（ｂ）は、図２のパルサリングの精度を示す説明図である。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。

図１に示す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と、これら内方部材１と外方部材２との間に収容された複列の転動体（ボール）３、３とを備えている。内方部材１は、ハブ輪４と、このハブ輪４に固定された別体の内輪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小径段部４ｂが形成されている。車輪取付フランジ６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。

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に所定のシメシロを介して圧入されている。そして、小径段部４ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部７によって所定の軸受予圧が付与された状態で軸方向に固定されている。

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、後述するシール９のシールランド部となる車輪取付フランジ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７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。また、内輪５および転動体３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。

一方、外方部材２は、外周に懸架装置を構成するナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ２ｂを一体に有し、内周に内方部材１の複列の内側転走面４ａ、５ａに対向する複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成されている。この外方部材２は、ハブ輪４と同様、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面２ａ、２ａ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。そして、これら両転走面２ａ、４ａおよび２ａ、５ａ間に保持器８を介して複列の転動体３、３が転動自在に収容されている。

外方部材２と内方部材１間に形成される環状空間の開口部のうちアウター側の開口部にはシール９が装着され、インナー側の開口部にはキャップ１０が装着され、軸受内部に封入された潤滑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。

本実施形態では、アウター側の転動体３のピッチ円直径ＰＣＤｏがインナー側の転動体３のピッチ円直径ＰＣＤｉよりも大径に設定されている（ＰＣＤｏ＞ＰＣＤｉ）。そして、このピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉの違いにより、アウター側の転動体３の外径がインナー側の転動体３の外径よりも大径に設定され、アウター側の転動体３の個数がインナー側の転動体３の個数よりも多く設定されている。これにより、有効に軸受スペースを活用して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、車輪用軸受装置として、転動体３をボールとした複列アンギュラ玉軸受で構成されたものを例示したが、これに限らず転動体に円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受で構成されたものであっても良い。また、第３世代の構造を例示したが、一対の内輪をハブ輪に圧入した、所謂第２世代の構造であっても良い。

アウター側のシール９は、外方部材２のアウター側端部の内周に所定のシメシロを介して圧入された芯金１１と、この芯金１１に加硫接着によって一体に接合されたシール部材１２とからなる一体型のシールで構成されている。芯金１１は、オーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）や冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成されている。

一方、シール部材１２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り、径方向外方に傾斜して形成され、断面が円弧状に形成された基部６ｂに所定の軸方向シメシロをもって摺接するサイドリップ１２ａとダストリップ１２ｂおよび軸受内方側に傾斜して形成され、基部６ｂに所定の径方向シメシロを介して摺接するグリースリップ１２ｃとを有している。ここで、ダストリップ１２ｂは非接触であってもよい。

なお、シール部材１２の材質としては、ＮＢＲ以外にも、例えば、耐熱性に優れたＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）等をはじめ、耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ（ポリアクリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。

ここで、内輪５の外径にパルサリング１３が圧入されている。このパルサリング１３は、強磁性体の鋼板、例えば、フェライト系のステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）や防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工によってＬ字状に、全体として円環状に形成された支持環１４と、この支持環１４に一体に接合された磁気エンコーダ１５とからなる。

支持環１４は、図２に拡大して示すように、内輪５の外径面５ｂに圧入される円筒状の嵌合部１４ａと、この嵌合部１４ａから径方向外方に延びる立板部１４ｂとを備えている。そして、この立板部１４ｂのインナー側の側面に磁気エンコーダ１５が加硫接着によって一体に接合されている。この磁気エンコーダ１５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。

なお、ここでは、ゴム磁石からなる磁気エンコーダ１５を有するパルサリング１３を例示したが、これに限らず、円周方向に交互に、かつ等間隔に特性が変化する構成であれば良く、複数の透孔や凹凸が形成された鋼板製のパルサリングであっても良いし、焼結合金で形成されたものでも良い。また、プラスチック磁石が接合されたものでも良い。

本実施形態では、外方部材２のインナー側の端部内周にキャップ１０が圧入され、外方部材２のインナー側の開口部を閉塞している。このキャップ１０は、後述する回転速度センサ１６の感知性能に悪影響を及ぼさないように、耐食性を有する非磁性体の鋼板、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼板が使用されている。

キャップ１０は、外方部材２の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部１０ａと、この嵌合部１０ａから径方向内方に延び、磁気エンコーダ１５に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板状の遮蔽部１０ｂと、この遮蔽部１０ｂから屈曲部１０ｃを介して内方部材１のインナー側の端部を覆う底部１０ｄとを備えている。

回転速度センサ１６の検出部は、キャップ１０の遮蔽部１０ｂに近接または当接され、検出部と磁気エンコーダ１５とはキャップ１０を介して所定のエアギャップ（軸方向すきま）で対向配置されている。回転速度センサ１６はＰＡ６６等の射出成形可能な合成樹脂で形成され、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および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（図示せず）等が包埋され、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。

本実施形態では、キャップ１０の嵌合部１０ａが、外方部材２のインナー側の端部内周に形成された嵌合面２ｃに金属嵌合される円筒部１７と、この円筒部１７から軸方向に傾斜して延びるテーパ状の縮径部１８で構成されている。そして、縮径部１８にＮＢＲ等の合成ゴムからなる弾性部材１９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１９は、キャップ１０の遮蔽部１０ｂの側面からインナー側に突出しないように形成され、円筒部１７の外径より径方向外方に突出する環状突起１９ａを備えている。この環状突起１９ａがキャップ１０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１０ａの気密性を高めている。

ここで、嵌合部１０ａの円筒部１７の端部１７ａに段差δがプレス加工によって形成され、その外径ｄ１が外方部材２の嵌合面２ｃの内径ｄ０よりも小径（ｄ１＜ｄ０）に設定されている。これにより、図３（ａ）に示すように、キャップ１０を外方部材２に圧入する際、キャップ１０を芯合わせした状態でプリセットすることができ、キャップ１０圧入時の圧入傷やかじりの発生を防止して嵌合部の気密性の向上を図ると共に、圧入作業性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。なお、円筒部１７の端部１７ａの段差δは、圧入時の案内すきまとなるため、０．１５〜０．３０ｍｍ（直径で０．３０〜０．６０ｍｍ）の範囲が好ましい。０．１５ｍｍ未満だと圧入作業性の向上が期待できず、０．３０ｍｍを超えると円筒部１７の端部１７ａの強度が低下して圧入時に塑性変形する恐れがある。

また、円筒部１７の端部１７ａの段差δの幅Ｌ１は、外方部材２の端部内径の面取り部２ｄの幅Ｌ２よりも大きく（Ｌ１＞Ｌ２）なるように設定されている。さらに、図８（ａ）に示すように、嵌合面となる円筒部１７に対する圧入基準面、すなわち、遮蔽部１０ｂの面振れが０．１５ｍｍ以下に規制されている。これにより、キャップ１０を外方部材２に圧入する際、キャップ１０の姿勢を規制した状態でプリセットすることができ、一層圧入作業性の向上を図ることができる。

こうしたキャップ１０は、製造工程において、図５（ｂ）に示すように、通常、設置スペースを取らないように積層された状態で保管あるいは工程待ちされるが、積層されたキャップ１０同士が嵌り込むのを防止するために、（ａ）に示すように、嵌合部１０ａにおける円筒部１７の端部１７ａの内径ｄ２が、弾性部材１９の外径ｄ３よりも小径（ｄ２＜ｄ３）になるように設定されている。これにより、（ｃ）に拡大して示すように、弾性部材１９に円筒部１７の端部１７ａが確実に当接し、積層されたキャップ１０の製造工程での作業性を向上させることができる。

キャップ１０の圧入時のプリセットを容易にする形状は、こうした嵌合部１０ａの端部１７ａに段差δを設ける方法以外にも、例えば、図４（ａ）に示すようなものでも良い。すなわち、このキャップ２０は、嵌合部２０ａが、外方部材２のインナー側の端部内周に形成された嵌合面２ｃに金属嵌合される円筒部１７と、この円筒部１７から軸方向に傾斜して延びるテーパ状の縮径部１８で構成され、円筒部１７の端部２１が縮径された小径部とされている。これにより、前述した実施形態と同様、（ｂ）に示すように、嵌合部２０ａの板厚を薄くして強度を低下させることなくキャップ２０を芯合わせした状態でプリセットすることができ、圧入作業性を向上させることができる。

一方、図２に示すように、パルサリング１３における支持環１４の嵌合部１４ａの端部に段差δがプレス加工によって形成され、その内径Ｄ１が内輪５の外径Ｄ０よりも大径（Ｄ１＞Ｄ０）に設定されている。これにより、図３（ｂ）に示すように、パルサリング１３を内輪５に圧入する際、パルサリング１３を芯合わせした状態でプリセットすることができ、パルサリング１３圧入時の圧入傷やかじりの発生を防止して嵌合部の気密性の向上を図ると共に、圧入作業性の向上を図ることができる。

また、嵌合部１４ａの端部の段差δの幅Ｌ３は、内輪５の端部外径の面取り部５ｃの幅Ｌ４よりも大きく（Ｌ３＞Ｌ４）なるように設定されている。さらに、図８（ｂ）に示すように、嵌合部１４ａに対する圧入基準面、すなわち、磁気エンコーダ１５の直角度が０．３０ｍｍ以下に規制されている。これにより、パルサリング１３を内輪５に圧入する際、パルサリング１３の姿勢を規制した状態でプリセットすることができ、一層圧入作業性の向上を図ることができる。

また、キャップ１０と同様、パルサリング１３も、製造工程において、図７（ｂ）に示すように、通常、設置スペースを取らないように積層された状態で保管あるいは工程待ちされるが、積層されたパルサリング１３同士が嵌り込むのを防止するために、（ａ）に示すように、嵌合部１４ａの外径Ｄ２が、磁気エンコーダ１５の内径Ｄ３よりも大径（Ｄ２＞Ｄ３）になるように設定されている。これにより、（ｃ）に拡大して示すように、磁気エンコーダ１５に支持環１４の嵌合部１４ａが確実に当接し、積層されたパルサリング１３の製造工程での作業性を向上させることができる。

図６（ａ）に、図２のパルサリング１３の変形例を示す。このパルサリング２２は、強磁性体の鋼板、例えば、フェライト系のステンレス鋼板や防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工によってＬ字状に、全体として円環状に形成された支持環２３と、この支持環２３に一体に接合された磁気エンコーダ２４とからなる。

支持環２３は、（ｂ）に拡大して示すように、内輪５の外径に圧入される円筒状の嵌合部１４ａと、この嵌合部１４ａから径方向内方に延びる立板部２３ａとを備えている。そして、この立板部２３ａのインナー側の側面に磁気エンコーダ２４が加硫接着によって一体に接合されている。そして、嵌合部１４ａの端部に段差δが形成されている。本実施形態では、嵌合部１４ａから立板部２３ａが径方向内方に延びて形成されているので、コンパクト化できると共に、寸法的な制約をしなくても積層されたパルサリング２２同士が嵌り込むのを防止することができる。

図９は、本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す要部拡大図、図１０（ａ）は、図９のキャップのプリセットを示す説明図、（ｂ）は、図９のパルサリングのプリセットを示す説明図、図１１（ａ）は、図９の外方部材の加工方法を示す説明図、（ｂ）は、図９の内輪の加工方法を示す説明図である。なお、前述した実施形態と同一部品や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号を付して詳細な説明を省略する。

本実施形態では、内輪２５の外径にパルサリング２６が圧入されている。このパルサリング２６は、強磁性体の鋼板、例えば、フェライト系のステンレス鋼板や防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工によってＬ字状に、全体として円環状に形成された支持環２７と、この支持環２７に一体に接合された磁気エンコーダ１５とからなる。

支持環２７は、内輪２５の外径に圧入される円筒状の嵌合部２７ａと、この嵌合部２７ａから径方向外方に延びる立板部１４ｂとを備えている。そして、この立板部１４ｂのインナー側の側面に磁気エンコーダ１５が加硫接着によって一体に接合されている。

また、外方部材２８のインナー側の端部内周にキャップ２９が圧入され、外方部材２８のインナー側の開口部を閉塞している。このキャップ２９は、外方部材２８の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部２９ａと、この嵌合部２９ａから縮径部１８を介して径方向内方に延び、磁気エンコーダ１５に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板状の遮蔽部１０ｂと、この遮蔽部１０ｂから屈曲部１０ｃを介して内方部材１のインナー側の端部を覆う底部１０ｄとを備えている。

ここで、本実施形態では、外方部材２８の端部内周に所定の段差δからなる案内部２８ａが形成され、その内径ｄ４がキャップ２９の嵌合部２９ａの外径ｄ５よりも大径（ｄ４＞ｄ５）に設定されている。これにより、図１０（ａ）に示すように、キャップ２９を外方部材２８に圧入する際、キャップ２９を芯合わせした状態でプリセットすることができ、キャップ２９圧入時の圧入傷やかじりの発生を防止して嵌合部の気密性の向上を図ると共に、圧入作業性の向上を図ることができる。

なお、図１１（ａ）に示すように、外方部材２８の嵌合面２ｃと案内部２８ａの繋ぎ部３１が所定の曲率半径Ｒ１からなる円弧状に形成され、外側転走面２ａと嵌合面２ｃおよび繋ぎ部３１が総型砥石３０によって同時に研削加工されている。これにより、寸法精度が向上すると共に、両者の同軸度が高くなり、キャップ２９の圧入の作業性をさらに向上させることができる。

一方、図９に示すように、内輪２５の端部外周に所定の段差δからなる案内部２５ａが形成され、その外径Ｄ４が内輪２５の外径Ｄ０よりも小径（Ｄ４＜Ｄ０）に設定されている。これにより、図１０（ｂ）に示すように、パルサリング２６を内輪２５に圧入する際、パルサリング２６を芯合わせした状態でプリセットすることができ、パルサリング２６圧入時の圧入傷やかじりの発生を防止して嵌合部の気密性の向上を図ると共に、圧入作業性の向上を図ることができる。

なお、図１１（ｂ）に示すように、内輪２５の外径面と案内部２５ａの繋ぎ部３２が所定の曲率半径Ｒ１からなる円弧状に形成され、内側転走面５ａと外径面５ｂおよび繋ぎ部３２が総型砥石３３によって同時に研削加工されている。これにより、寸法精度が向上すると共に、両者の同軸度が高くなり、パルサリング２６の圧入の作業性をさらに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。

本発明に係る車輪用軸受装置は、外方部材の端部に装着されたキャップを備える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、２８ 外方部材
２ａ 外側転走面
２ｂ 車体取付フランジ
２ｃ 外方部材の嵌合面
２ｄ 外方部材の面取り部
３ 転動体
４ ハブ輪
４ａ、５ａ 内側転走面
４ｂ 小径段部
５、２５ 内輪
５ｂ 内輪の外径面
５ｃ 内輪の面取り部
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 加締部
８ 保持器
９ シール
１０、２０、２９ キャップ
１０ａ、１４ａ、２０ａ、２７ａ、２９ａ 嵌合部
１０ｂ 遮蔽部
１０ｃ 屈曲部
１０ｄ 底部
１１ 芯金
１２ シール部材
１２ａ サイドリップ
１２ｂ ダストリップ
１２ｃ グリースリップ
１３、２２、２６ パルサリング
１４、２３、２７ 支持環
１４ｂ、２３ａ 立板部
１５、２４ 磁気エンコーダ
１６ 回転速度センサ
１７ 円筒部
１７ａ、２１ 円筒部の端部
１８ 縮径部
１９ 弾性部材
１９ａ 環状突起
２５ａ、２８ａ 案内部
３１、３２ 繋ぎ部
３０、３３ 総型砥石
５０ 外方部材
５０ａ 外側転走面
５１ 内輪
５１ａ 内側転走面
５２ ボール
５３ 車輪取付フランジ
５４ アクスルシャフト
５５ 固定ナット
５６ シールド
５７ シール
５８ ブレーキパイロット部
５９ ホイールパイロット部
６０ キャップ
６０ａ 円筒部
６０ｂ 重合部
６０ｃ 底部
６１ 爪部
６２ 環状溝
６３ ガイド部
６４ 圧入傷
Ａ ガイド部の幅
ｄ０ 外方部材の嵌合面の内径
ｄ１ キャップの円筒部の端部の外径
ｄ２ キャップの円筒部の端部の内径
ｄ３ 弾性部材の外径
ｄ４ 外方部材の案内部の内径
ｄ５ キャップの嵌合部の外径
Ｄ０ 内輪の外径
Ｄ１ パルサリングの嵌合部の端部の内径
Ｄ２ パルサリングの嵌合部の外径
Ｄ３ 磁気エンコーダの内径
Ｄ４ 内輪の案内部の外径
Ｌ１ キャップの円筒部の端部の段差の幅
Ｌ２ 外方部材の端部内径の面取り部の幅
Ｌ３ パルサリング円筒部の端部の段差の幅
Ｌ４ 内輪の端部外径の面取り部の幅
ＰＣＤｉ インナー側の転動体のピッチ円直径
ＰＣＤｏ アウター側の転動体のピッチ円直径
Ｒ１ 繋ぎ部の曲率半径
δ 段差

Claims (17)

1. 外周にナックル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、
   前記外方部材のインナー側の端部に嵌着され、鋼板から形成されたカップ状のキャップとを備えた車輪用軸受装置において、
   前記キャップが、前記外方部材のインナー側の端部内周に圧入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る円板状の遮蔽部と、この遮蔽部から屈曲部を介して前記内方部材のインナー側の端部を覆う底部とを備えると共に、前記キャップの嵌合部が、前記外方部材の端部内周に形成された円筒状の嵌合面に金属嵌合される円筒部と、この円筒部から軸方向に傾斜して延びるテーパ状の縮径部とで構成され、前記キャップの縮径部の外周面に合成ゴムからなる弾性部材が一体に接合され、当該キャップの嵌合時に前記外方部材の嵌合面に圧着され、前記キャップと外方部材の嵌合面のうちどちらか一方の嵌合面に径方向の段差が形成されていると共に、
   前記内輪にパルサリングが外嵌され、このパルサリングが鋼板から形成され、前記内輪の外径面に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向に延びる立板部とを備えた支持環と、この支持環の立板部に一体に接合され、エラストマに磁性体粉が混入され、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁された磁気エンコーダとからなり、この磁気エンコーダに前記キャップを介して回転速度センサが所定の軸方向すきまで対峙されていると共に、
   前記支持環の嵌合部の端部に径方向の段差が形成され、その内径が前記内輪の外径よりも大径に設定され、かつ、その段差の幅が前記内輪の端部外径の面取り部の幅よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記弾性部材が圧着される前記嵌合面は、前記円筒部が金属嵌合される嵌合面と同一である請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記外方部材の端部内周に形成された円筒状の嵌合面は、軸方向に平行な単一内径面である請求項１に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記弾性部材が圧着される前記嵌合面は、前記円筒部が金属嵌合される嵌合面よりもインナー側にある請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
5. 前記キャップまたは外方部材の嵌合面の段差が０．１５〜０．３０ｍｍの範囲に設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
6. 前記キャップの円筒部の端部に前記段差が形成され、その外径が前記外方部材の嵌合面の内径よりも小径に設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
7. 前記キャップの円筒部の端部が前記段差だけ縮径された小径部とされている請求項６に記載の車輪用軸受装置。
8. 前記弾性部材が前記キャップの円筒部の外径より径方向外方に突出する環状突起を備えている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
9. 前記キャップの円筒部の端部の内径が前記弾性部材の側面の外径よりも小径になるように設定されている請求項８に記載の車輪用軸受装置。
10. 前記キャップの段差の幅が前記外方部材の端部内径の面取り部の幅よりも大きくなるように設定されている請求項６または７に記載の車輪用軸受装置。
11. 前記外方部材の端部内周に前記段差からなる案内部が形成され、その内径が前記キャップの嵌合部の外径よりも大径に設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
12. 前記外方部材の嵌合面と案内部の繋ぎ部が所定の曲率半径からなる円弧状に形成され、前記外側転走面と嵌合面および繋ぎ部が研削面とされている請求項１１に記載の車輪用軸受装置。
13. 前記キャップの円筒部に対する前記遮蔽部の面振れが０．１５ｍｍ以下に規制されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
14. 前記支持環の嵌合部に対する前記磁気エンコーダの直角度が０．３０ｍｍ以下に規制されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
15. 前記内輪の端部外周に径方向の段差からなる案内部が形成され、この外径が前記内輪の外径よりも小径に設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
16. 前記支持環の嵌合部の外径が前記磁気エンコーダの内径よりも大径になるように設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
17. 前記内輪の外径面と案内部の繋ぎ部が所定の曲率半径からなる円弧状に形成され、前記内輪の内側転走面と外径面および繋ぎ部が研削面とされている請求項１５に記載の車輪用軸受装置。

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