JP6111113B2 - 回転速度検出装置付車輪用軸受装置 - 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、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車輪用軸受装置として、従来から種々の構造のものが知られている。この従来構造の一例として、図１３に示すものが知られている。

この回転速度検出装置付車輪用軸受装置は、外周に懸架装置（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ５０ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面５０ａ、５０ａが形成され、固定側部材となる外方部材５０と、外周に複列の外側転走面５０ａ、５０ａに対向する内側転走面５１ａ、５２ａがそれぞれ形成され、回転側部材となる内方部材５３と、両転走面５０ａ、５１ａおよび５０ａ、５２ａ間に保持器５４、５４を介して転動自在に収容された複列のボール５５、５５と、外方部材５０と内方部材５３との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシール５６、５７とを備えている。

内方部材５３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５８を一体に有し、外周に内側転走面５１ａと、この内側転走面５１ａから軸方向に延びる小径段部５１ｂが形成されたハブ輪５１と、このハブ輪５１の小径段部５１ｂに圧入され、外周に内側転走面５２ａが形成された内輪５２とからなる。そして、内輪５２の外径に固定され、円周方向に亙る特性を交互に、かつ等間隔に変化させた円環状のエンコーダ５９と、外方部材５０の内端開口部に固定された鋼板製のカバー６０と、このカバー６０に装着され、エンコーダ５９と対向するセンサ（図示せず）が保持されたホルダ６１とを備えている。

カバー６０は、外方部材５０の内端部に圧入された円筒部６４と、この円筒部６４の底部をなす底板部６５とからなる有底円筒状に形成されている。そして、円筒部６４の一部を径方向外方に重合して形成された鍔部６６を外方部材５０の端面に突き当てて、カバー６０の軸方向の位置決めを図っている。

カバー６０の底板部６５には、図１４に示すように、挿入孔６７と貫通孔６８が形成され、挿入孔６７には、ホルダ６１のうち、その先端部にセンサを保持した挿入部６９が挿入されている。また、ホルダ６１には取付孔７０が形成された取付フランジ７１が設けられ、貫通孔６８部分で、取付孔７０を挿通したボルト７２を螺合させるためのナット７３が底板部６５の一部を塑性変形させることにより固定することで、溶接することなく低コストに固定する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−２４９１８０号公報

このような従来のカバー６０では、ナット７３をカバー６０に圧入時に、貫通孔６８部分で底板部６５の一部を塑性変形させることにより固定されているため、カバー６０の変形を防止し、回転速度検出を正確に行なえる構造を低コストで実現することができる特徴を備えている。然しながら、図１５（ａ）に示すように、ナット７３の突出部７３ａを貫通孔６８の軸方向外方側開口に対向させた状態から、底板部６５の軸方向外側面に、プレス加工機等により強く押し付け、その結果、突出部７３ａが、この底板部６５の一部で貫通孔６８の内周面部分を塑性変形させながらこの貫通孔６８内に、（ｂ）に示すように、この底板部６５の軸方向外側面とナット７３の本体部分の軸方向内端面とが当接するまで押し込まれ、突出部７３ａの先は半部が貫通孔６８の内周面部分に食い込む。したがって、底板部６５の貫通孔６８の内周面あるいはその周囲をカバー６０に圧入時に塑性変形させているため、センサを保持するホルダ６１の取付面にバリや金属粉が発生し、ホルダ６１の固定不具合を誘発する恐れがある。そのため、発生したバリや金属粉を取り除く除去工程が必要となる。これでは、製造工程が煩雑になり、作業工数が嵩んで製造コストが高騰するという課題があった。

また、カバー６０の底板部６５を塑性変形させてナット７３を固定しているため、ナット７３にボルト７２を螺合させて締結する際に、ボルト７２を傾けたり衝撃を加えて押し付けたりするとナット７３の固着力が低下し、ナット７３がボルト７２と一緒に共回りして着脱作業が難しくなるだけでなく、車両走行中に振動等によってナット７３が緩み、さらには、ナット７３がカバー６０から外れる恐れがある。

本発明は、このような従来の問題を鑑みてなされたもので、センサキャップの変形や回転速度センサの固定不具合を防止して検出精度を確保すると共に、ナットのセンサキャップへの固着力を高めて信頼性を向上させた回転速度検出装置付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、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記内輪に装着された磁気エンコーダと、この磁気エンコーダに所定の軸方向エアギャップを介して対峙する回転速度センサと、前記外方部材のインナー側の端部に嵌着され、前記回転速度センサが支持固定されるカップ状のセンサキャップと、を備え、このセンサキャップに形成された穿孔に前記回転速度センサを取り付けるナットが固定された回転速度検出装置付車輪用軸受装置において、前記固定ナットが大径部を備え、前記大径部の端面が前記センサキャップの底部のアウター側の側面に密着され、前記固定ナットの端部内径に面取り部が形成されると共に、前記センサキャップの穿孔に前記底部のアウター側の側面に突出する環状の係止部が形成され、この係止部に前記面取り部が嵌挿されて前記固定ナットと穿孔が芯合せされた状態でスポット溶接され、当該固定ナットが前記センサキャップの底部に一体に固定されている。

このように、内輪に装着された磁気エンコーダと、この磁気エンコーダに所定の軸方向エアギャップを介して対峙する回転速度センサと、外方部材のインナー側の端部に嵌着され、回転速度センサが支持固定されるカップ状のセンサキャップと、を備え、このセンサキャップに形成された穿孔に回転速度センサを取り付けるナットが固定された回転速度検出装置付車輪用軸受装置において、固定ナットが大径部を備え、大径部の端面がセンサキャップの底部のアウター側の側面に密着され、固定ナットの端部内径に面取り部が形成されると共に、センサキャップの穿孔に底部のアウター側の側面に突出する環状の係止部が形成され、この係止部に面取り部が嵌挿されて固定ナットと穿孔が芯合せされた状態でスポット溶接され、当該固定ナットがセンサキャップの底部に一体に固定されているので、熱影響を最小限に抑えてセンサキャップの変形や回転速度センサの固定不具合を防止して検出精度を確保すると共に、固定ナットのセンサキャップへの固着力を高めて信頼性を向上させた回転速度検出装置付車輪用軸受装置を提供することができる。

また、請求項２に記載の発明のように、前記固定ナットの大径部の端部に小径円筒部が突設され、この小径円筒部が前記センサキャップの穿孔に嵌挿されていれば、センサキャップの穿孔と固定ナットとの芯ズレを防止することができる。

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穿孔の近傍に少なくとも２個の舌片が対向配置され、前記固定ナットの大径部の平坦面に係合されていれば、僅かな塑性変形量で簡単な成形により固定ナットの強固な回り止めを行うことができ、センサキャップの変形を防止することができると共に、所望のボルト締結トルクを確保することができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記センサキャップが鋼板から形成され、前記固定ナットを含む外表面にカチオン電着塗装からなる防錆皮膜が形成されていれば、外方部材への圧入時に防錆皮膜が容易に剥がれ落ちることなく、嵌合面の微小な凹凸を埋めて滑らかな表面を維持できると共に、センサキャップの嵌合部が長期間に亘って発錆するのを防止することができ、外方部材の嵌合部との間で良好な気密性が得られる。

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アウター側に内側キャップが嵌着されと共に、この内側キャップが非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼板からカップ状に形成され、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、前記パルサリングに僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部とを備え、この円板部に前記回転速度センサが衝合または近接され、当該内側キャップを介して前記磁気エンコーダに対向配置されていれば、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が図れると共に、回転速度センサの感知性能に悪影響を及ぼさず、軸受空間の密封性の向上を図ることができる。

本発明に係る回転速度検出装置付車輪用軸受装置は、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、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記内輪に装着された磁気エンコーダと、この磁気エンコーダに所定の軸方向エアギャップを介して対峙する回転速度センサと、前記外方部材のインナー側の端部に嵌着され、前記回転速度センサが支持固定されるカップ状のセンサキャップと、を備え、このセンサキャップに形成された穿孔に前記回転速度センサを取り付けるナットが固定された回転速度検出装置付車輪用軸受装置において、前記固定ナットが大径部を備え、前記大径部の端面が前記センサキャップの底部のアウター側の側面に密着され、前記固定ナットの端部内径に面取り部が形成されると共に、前記センサキャップの穿孔に前記底部のアウター側の側面に突出する環状の係止部が形成され、この係止部に前記面取り部が嵌挿されて前記固定ナットと穿孔が芯合せされた状態でスポット溶接され、当該固定ナットが前記センサキャップの底部に一体に固定されているので、熱影響を最小限に抑えてセンサキャップの変形や回転速度センサの固定不具合を防止して検出精度を確保すると共に、固定ナットのセンサキャップへの固着力を高めて信頼性を向上させた回転速度検出装置付車輪用軸受装置を提供することができる。

本発明に係る回転速度検出装置付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のシール部を示す要部拡大図である。 図１の検出部を示す要部拡大図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１の固定ナットの固定方法を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１の固定ナットの固定方法の変形例を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１の固定ナットの他の固定方法を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図６の固定ナットの固定方法の変形例を示す説明図である。 本発明に係る固定ナットの回り止め機構を示し、（ａ）は、固定ナットの嵌挿工程を示す説明図、（ｂ）は、固定ナットの固定後を示す説明図である。 図８の固定ナットの回り止め機構の変形例を示し、（ａ）は、固定ナットの嵌挿工程を示す説明図、（ｂ）は、固定ナットの固定後を示す説明図である。 図１のセンサキャップのドレーン部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車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面である。 図１１の検出部を示す要部拡大図である。 従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。 図１３のナットの固定部を示す要部拡大図である。 （ａ）、（ｂ）はナットの固定方法を示す説明図である。

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両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の両側開口部に装着されたシールと、これらのシールのうちインナー側のシールに一体に接合され、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、この磁気エンコーダに所定の軸方向エアギャップを介して対峙する回転速度センサと、前記外方部材のインナー側の端部に嵌着され、前記回転速度センサが支持固定されるカップ状のセンサキャップと、を備え、このセンサキャップが、前記底部に前記磁気エンコーダに対応する水平位置に前記回転速度センサが嵌挿される嵌挿孔と、この嵌挿孔の近傍に穿孔が形成されると共に、この穿孔に固定ナットが固定され、前記回転速度センサが、取付部材を介して前記固定ナットに取付ボルトを締結することによって固定される回転速度検出装置付車輪用軸受装置において、前記固定ナットが、外周に多角形状からなる大径部と、この大径部の端部に突設された小径円筒部を備え、前記大径部の端面が前記センサキャップの底部のアウター側の側面に密着する状態まで前記小径円筒部が前記穿孔に嵌挿され、前記小径円筒部の端部を塑性変形により拡径させて当該固定ナットが前記センサキャップの底部に一体に固定されると共に、前記センサキャップの穿孔の近傍に少なくとも２個の舌片が切り起こし加工によって対向配置され、前記固定ナットの大径部の平坦面に係合されている。

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のシール部を示す要部拡大図、図３は、図１の検出部を示す要部拡大図、図４（ａ）〜（ｃ）は、図１の固定ナットの固定方法を示す説明図、図５（ａ）〜（ｃ）は、図１の固定ナットの固定方法の変形例を示す説明図、図６（ａ）〜（ｃ）は、図１の固定ナットの他の固定方法を示す説明図、図７（ａ）〜（ｃ）は、図６の固定ナットの固定方法の変形例を示す説明図、図８は、本発明に係る固定ナットの回り止め機構を示し、（ａ）は、固定ナットの嵌挿工程を示す説明図、（ｂ）は、固定ナットの固定後を示す説明図、図９は、図８の固定ナットの回り止め機構の変形例を示し、（ａ）は、固定ナットの嵌挿工程を示す説明図、（ｂ）は、固定ナットの固定後を示す説明図、図１０は、図１のセンサキャップのドレーン部を示す要部拡大図である。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。

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、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）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。

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。なお、内輪５および転動体３、３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、後述するシール８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Ｋ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、この車体取付フランジ２ｂのインナー側にナックルＫに嵌合される円筒状のパイロット部２ｃが形成され、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２ａ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３、３が収容され、保持器７、７によって転動自在に保持されている。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８、９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。なお、外方部材２のインナー側の開口部には後述するセンサキャップ１８が装着されている。

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、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。

アウター側のシール８は、図２に拡大して示すように、外方部材２のアウター側の端部内周に圧入された芯金１０と、この芯金１０に加硫接着によって一体に接合されたシール部材１１とからなる一体型シールで構成されている。芯金１０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）等、防錆能を有する鋼板からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成されている。

一方、シール部材１１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、車輪取付フランジ６のインナー側の側面６ｃ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１１ａと、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ダストリップ１１ｂと、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１１ｃとを有している。そして、芯金１０の外表面を覆うように、シール部材１１が回り込んで接合され、所謂ハーフメタル構造をなしている。これにより、気密性を高めて軸受内部を保護することができる。

なお、シール部材１１の材質としては、例示した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。

インナー側のシール９は、図３に拡大して示すように、断面が略Ｌ字状に形成されて互いに対向配置された環状のシール板１２とスリンガ１３とからなる、所謂パックシールと呼称される複合型のシールを構成している。

環状のシール板１２は、外方部材２のインナー側の端部内周に圧入された芯金１４と、この芯金１４に一体に加硫接着されたシール部材１５とからなる。芯金１４は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成され、外方部材２の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部１４ａと、この嵌合部１４ａの端部から径方向内方に延びる内径部１４ｂを有している。そして、芯金１４の嵌合部１４ａの先端部が薄肉に形成されると共に、この先端部を覆うようにシール部材１５が回り込んで接合されてハーフメタル構造をなしている。

一方、スリンガ１３は、フェライト系ステンレス鋼板やオーステナイト系ステンレス鋼板、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成され、内輪５の外径面５ｂに圧入される円筒部１３ａと、この円筒部１３ａから径方向外方に延びる立板部１３ｂとからなる。なお、スリンガ１３の立板部１３ｂの外縁は、シール部材１５と僅かな径方向すきまを介して対峙しラビリンスシール１６を構成している。そして、スリンガ１３の立板部１３ｂのインナー側の側面に磁気エンコーダ１７が加硫接着等で一体に接合されている。この磁気エンコーダ１７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。

シール部材１５はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、スリンガ１３の立板部１３ｂのアウター側の側面に所定の軸方向シメシロを介して摺接するサイドリップ１５ａと、このサイドリップ１５ａの内径側で二股状に形成され、スリンガ１３の円筒部１３ａの外周面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１５ｃとダストリップ１５ｂを有している。

なお、ここでは、転動体３、３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たものであっても良い。また、ハブ輪４の外周に直接内側転走面４ａが形成された第３世代構造の車輪用軸受装置を例示したが、これに限らず、図示はしないが、ハブ輪の小径段部に一対の内輪が圧入固定された、所謂第２世代構造であっても良い。

ここで、外方部材２にセンサキャップ１８が装着され、外方部材２のインナー側の開口部を閉塞している。このセンサキャップ１８は防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工によってカップ状に形成され、外方部材２のインナー側の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部１８ａと、この嵌合部１８ａから径方向外方に重合して延び、外方部材２のインナー側の端面２ｄに密着する鍔部１８ｂと、この鍔部１８ｂから径方向内方に延び、外方部材２のインナー側の開口部を閉塞する底部１８ｃとを備えている。

このセンサキャップ１８の底部１８ｃには磁気エンコーダ１７に対応する水平位置に嵌挿孔１９が形成され、この嵌挿孔１９に回転速度センサ２０が嵌挿される。本実施形態では、センサキャップ１８が外方部材２の端面２ｄに密着する鍔部１８ｂを備えているので、センサキャップ１８の強度・剛性を高めて回転速度センサ２０の位置決め精度を向上させることができると共に、嵌挿孔１９が水平位置に形成され、この嵌挿孔１９に回転速度センサ２０が装着されているので、車輪からの横方向荷重により外方部材２と内方部材１が相対的に傾いた状態においても、回転速度センサ２０と磁気エンコーダ１７と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。

回転速度センサ２０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アンチロックブレーキシステムを構成している。

センサキャップ１８には穿孔２１が形成され、この穿孔２１に固定ナット２２が嵌挿されている。そして、センサキャップ１８の嵌挿孔１９に嵌挿された回転速度センサ２０が、取付部材２３を介してセンサキャップ１８の底部１８ｃに固定されている。ここでいう「嵌挿」とは、径方向すきまを持って挿入される状態と、軽圧入状態も含むものとする。なお、取付部材２３は、取付ボルト２４を固定ナット２２に締結することによって固定される。

固定ナット２２は、内周に雌ねじ２２ａが形成され、外周に多角形状（ここでは六角形状）からなる大径部２２ｂと、この大径部２２ｂの端部に突設された小径円筒部２２ｃを備えている。そして、大径部２２ｂがセンサキャップ１８の底部１８ｃのアウター側の側面に密着する状態まで固定ナット２２の小径円筒部２２ｃが穿孔２１に嵌挿される。その後、小径円筒部２２ｃの端部を塑性変形させることにより固定ナット２２が底部１８ｃに加締固定される。

次に、図４を用いて、固定ナット２２の加締方法を説明する。
図４（ａ）に示すように、センサキャップ１８の底部１８ｃに形成される穿孔２１の形状は、アウター側の側面に向って縮径するテーパ状に設定されている。一方、固定ナット２２が台座２５に回転不可に設置され、この固定ナット２２の小径円筒部２２ｃにセンサキャップ１８の穿孔２１が嵌挿される。

その後、図４（ｂ）に示すように、先端が尖塔状に形成されたポンチ２６を小径円筒部２２ｃに嵌挿し、この小径円筒部２２ｃを底部１８ｃの側面からはみ出さないように塑性変形によって拡径させ、固定ナット２２が底部１８ｃに加締固定される（図４（ｃ））。こうした全周で均一に塑性流動させる拡径加締を採用することにより、強固な固定が可能となると共に、センサキャップ１８の変形や回転速度センサ２０の固定不具合を防止して検出精度を確保すると共に、固定ナット２２のセンサキャップ１８への固着力を高めて信頼性を向上させた回転速度検出装置付車輪用軸受装置を提供することができる。

なお、固定ナット２２の固定方法はこれに限らず、例えば、図５〜図７に示す方法も採用することができる。図５に示す方法は、前述した拡径加締方法で、図６および図７に示す方法は溶接による固定方法である。図５（ａ）に示すように、センサキャップ２７の底部２７ａにアウター側に突出した円形の凹み部２８がプレス加工によって形成され、この凹み部２８に穿孔２９が形状されている。一方、固定ナット２２が台座２５に回転不可に設置され、この固定ナット２２の小径円筒部２２ｃにセンサキャップ２７の穿孔２９が嵌挿される。

その後、図５（ｂ）に示すように、先端が尖塔状に形成されたポンチ２６を小径円筒部２２ｃに嵌挿し、この小径円筒部２２ｃを塑性変形によって拡径させ、固定ナット２２が底部２７ａの凹み部２８に加締固定される（図５（ｃ））。こうした拡径加締を採用することにより、塑性変形した小径円筒部２２ｃがこの凹み部２８内に収容されて底部２７ａの側面からはみ出すのを防止することができ、センサキャップ２７の変形や回転速度センサ２０の固定不具合を防止して検出精度を確保することができる。

図６（ａ）に示すように、センサキャップ３０の底部３０ａに穿孔３１が形成され、台座２５に設置された固定ナット２２の小径円筒部２２ｃにセンサキャップ３０の穿孔３１が嵌挿される。

その後、図６（ｂ）に示すように、底部３０ａの近傍の複数箇所に電極３２を押し付け、スポット溶接される（図６（ｃ））。この電極３２は、りん青銅板等の導電性金属からなり、底部３０ａに押し付けることにより、センサキャップ３０の浮き上がりを防止している。こうした溶接を採用することにより、熱影響を最小限に抑えて強固な固定ができ、センサキャップ３０の変形や回転速度センサ２０の固定不具合を防止して検出精度を確保すると共に、固定ナット２２のセンサキャップ３０への固着力を高めて信頼性を向上させることができる。

図７（ａ）に示すように、センサキャップ３３の底部３３ａに穿孔３４が形成されるが、この穿孔３４は底部３３ａのアウター側（図の下方側）の側面に突出する環状の係止部３４ａがバーリングによって形成されている。一方、台座２５に設置される固定ナット３５は、内周に雌ねじ３５ａが形成され、円筒部３５ｂのインナー側（図の上方側）の内径端部に面取り部３５ｃが形成されている。そして、この面取り部３５ｃに穿孔３４の係止部３４ａが嵌挿される。

その後、図７（ｂ）に示すように、底部３３ａの近傍の複数箇所に電極３２を押し付け、スポット溶接される（図７（ｃ））。こうした溶接を採用することにより、センサキャップ３３の変形や回転速度センサ２０の固定不具合を防止して検出精度を確保すると共に、センサキャップ３３の穿孔３４と固定ナット３５との芯ズレを防止し、固定ナット３５のセンサキャップ３３への固着力を高めて信頼性を向上させることができる。

次に、図８、図９を用いて本発明に係る固定ナットの回り止め機構について説明する。
図８（ａ）に示すように、センサキャップ１８の底部１８ｃに形成される穿孔２１の近傍に複数の舌片３６、ここでは、２つの舌片３６、３６が切り起こし加工によって対向配置されている。これらの舌片３６、３６は底部１８ｃのアウター側の側面に突出して三角形状に形成されている。そして、図８（ｂ）に示すように、固定ナット２２の大径部２２ｂの端面を底部１８ｃに密着させ、大径部２２ｂの平坦面が舌片３６に係合される。このような回り止め機構を採用することにより、僅かな塑性変形量で簡単な成形により固定ナット２２の強固な回り止めを行うことができ、センサキャップ１８の変形を防止することができると共に、所望のボルト締結トルクを確保することができる。また、前述した固定ナット２２の固着方法により、固定ナット２２と穿孔２１との芯ズレを防止することができるため、この舌片３６を少なくとも２個で回り止めを効果的に行うことができるので、加工工数を低減させて低コスト化を図ることができる。

また、図９（ａ）に示すように、センサキャップ３７の底部３７ａに形成される穿孔２１の近傍に複数の舌片３８を切り起こし加工によって対向配置しても良い。これらの舌片３８、３８は底部３７ａのアウター側の側面に突出して矩形状に形成されている。そして、図９（ｂ）に示すように、固定ナット２２の大径部２２ｂの端面を底部３７ａに密着させ、大径部２２ｂの平坦面が舌片３８に係合される。なお、前述した固定ナットの固着方法のうちスポット溶接を行う場合（図６、図７）、このような回り止め機構を設けなくても良いが、溶接箇所やその大きさによってはこの種の回り止め機構を設けることにより、一段と耐久性が向上し、長期間に亘って信頼性を高めることができる。

さらに、前述したセンサキャップ１８は、固定ナット２２が接合された後にカチオン電着塗装によって、固定ナット２２を含む外表面に防錆皮膜が形成されている。なお、カチオン電着塗装は、正電極に対して、製品側を負電極として通電するものであるが、負電極に対して、製品側を正電極として通電するアニオン型の電着塗装であっても良い。このアニオン型の電着塗装の場合、塗装色の安定性や焼付温度を低く設定できる特徴を備えているが、この種のセンサキャップ１８においては、防錆力と密着力に優れた強力な塗装膜が形成できるエポキシ樹脂系等からなるカチオン電着塗装の方が好ましい。

本実施形態では、カチオン電着塗装の下地処理（前処理）としてリン酸亜鉛処理が施されている。このリン酸亜鉛処理により素材となる鋼材の表面が化学反応で粗面化されるため、塗料の食い付きが良くなって付着性が向上する。さらに、リン酸亜鉛処理の後にシーラー処理が施されていても良い。このシーラーは、一種の金属表面処理剤であり、例えば、３０秒〜２分程度の短時間の浸漬、あるいは、スプレー処理を行うことにより、化成皮膜を形成することができる、所謂化成処理で、優れた塗膜密着性が確保できると共に、素材の保護皮膜が形成でき、強固な防錆機能と導電性を発揮することができる。換言すると、カチオン電着塗装の下地処理としてリン酸亜鉛処理が施されると共に、その上にシーラー処理が施されることによってリン酸亜鉛皮膜の微細な表面の平滑化により塗料電着時の空気の巻き込みを防止することができる。この空気の巻き込みがあると、塗膜にクレータ（凹凸等の不均一な表面）等の表面欠陥が生じることがあり好ましくない。

このように、本実施形態では、センサキャップ１８にカチオン電着塗装からなる防錆皮膜が形成されると共に、カチオン電着塗装の下地処理としてリン酸亜鉛処理が施されているので、塗料の付着性が向上し、外方部材２への圧入時に防錆皮膜が容易に剥がれ落ちることなく、嵌合面の微小な凹凸を埋めて滑らかな表面を維持できると共に、センサキャップ１８の円筒部１８ａが長期間に亘って発錆するのを防止することができ、外方部材２の嵌合面２０ｂおよび端面２ｄとの間で良好な気密性が得られる。

また、本実施形態では、図１０に示すように、センサキャップ１８の底部１８ｃの径方向外方側にドレーン３９が形成されている。このドレーン３９は、嵌合部１８ａと底部１８ｂの路面に近い側の膨出部１８ｄに形成されている。膨出部１８ｄは、底部１８ｃからインナー側に所定量だけ突出して形成されている。この膨出部１８ｄは、ナックルＫが外方部材２の端面２ｄと面一ではなく、インナー側に突出している場合に有効である。すなわち、センサキャップ１８の膨出部１８ｄにドレーン３９を径方向に貫通して形成することにより、センサキャップ１８内に外部から雨水等の異物が浸入したとしても、この膨出部１８ｄ部分に流動落下し、ナックルＫに妨害されることなく容易に異物を外部に効果的に排出することができる。なお、ここで言う「略面一」とは、例えば、設計の狙い値であって実質的に段差がない状態、すなわち、加工誤差等によって生じる段差は当然許容されるべきものである。

図１１は、本発明に係る回転速度検出装置付車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図、図１２は、図１１の検出部を示す要部拡大図である。なお、この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態（図１）と基本的にはセンサキャップの軸受内方側に内側キャップが装着されている点が異なるだけで、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号を付して詳細な説明を省略する。

この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４０、および両部材１、４０間に転動自在に収容された複列の転動体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に所定のシメシロを介して圧入された内輪５とからなる。

外方部材４０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２ｂを一体に有し、この車体取付フランジ２ｂのインナー側の端部外周に円筒状のパイロット部２ｃが形成され、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２ａが一体に形成されている。そして、外方部材４０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８が装着されると共に、インナー側の開口部には後述する内側キャップ４１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４０は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。

本実施形態では、内輪５の外径面５ｂにパルサリング４２が圧入されている。このパルサリング４２は、図１２に拡大して示すように、円環状に形成された支持環４３と、この支持環４３に加硫接着等で一体に接合された磁気エンコーダ４４とで構成されている。この磁気エンコーダ４４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４３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断面略Ｌ字状に形成され、内輪５の外径面５ｂに圧入される円筒部４３ａと、この円筒部４３ａから径方向外方に延びる立板部４３ｂとを有している。そして、この立板部４３ｂのインナー側の側面に磁気エンコーダ４４が接合されている。

ここで、外方部材４０に内側キャップ４１が装着され、外方部材４０のインナー側の開口部を閉塞している。この内側キャップ４１は、軸受空間の密封性の向上を図ると共に、耐食性を有し、回転速度センサ２０の感知性能に悪影響を及ぼさないように、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼板からプレス加工によってカップ状に形成され、外方部材４０のインナー側の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部４１ａと、この嵌合部４１ａから縮径部４１ｂを介して磁気エンコーダ４４に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部４１ｃと、この円板部４１ｃからアウター側に膨出する屈曲部４１ｄを介して内方部材１のインナー側の端部を覆う底部４１ｅを備えている。

内側キャップ４１は、縮径部４１ｂにＮＢＲ等の合成ゴムからなる弾性部材４５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４５は、内側キャップ４１の円板部４１ｃの側面からインナー側に突出して回転速度センサ２０に干渉しないように接合され、嵌合部４１ａの外径より径方向外方に突出する環状突起４５ａを備えている。そして、この環状突起４５ａが内側キャップ４１の嵌合時に外方部材４０の内側嵌合面２０ａに弾性変形して圧着され、嵌合部４１ａの気密性を高めている。

なお、内側キャップ４１は、複列の外側転走面２ａ、２ａと、センサキャップ１８が圧入される嵌合面２０ｂが総型砥石によって同時研削されている。これにより、各嵌合面２０ｂ、２０ａの真円度や同軸度等の精度が向上し、嵌合部の気密性が高くなると共に、同時研削によって加工工数を低減することができ、低コスト化を図ることができる。

回転速度センサ２０は内側キャップ４１の円板部４１ｃに衝合または近接するまで挿入されているので、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が図れると共に、内側キャップ４１により軸受内部を密封することができ、密封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。

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、従動輪用で、転動体がボール、円錐ころ等、あらゆる構造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、４０ 外方部材
２ａ 外側転走面
２ｂ 車体取付フランジ
２ｃ パイロット部
２ｄ 外方部材のインナー側の端面
３ 転動体
４ ハブ輪
４ａ、５ａ 内側転走面
４ｂ 小径段部
４ｃ 加締部
５ 内輪
５ｂ 内輪の外径面
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
６ｃ 車輪取付フランジのインナー側の側面
７ 保持器
８ アウター側のシール
９ インナー側のシール
１０、１４ 芯金
１１、１５ シール部材
１１ａ、１５ａ サイドリップ
１１ｂ、１５ｂ ダストリップ
１１ｃ、１５ｃ グリースリップ
１２ シール板
１３ スリンガ
１３ａ、１８ａ、４３ａ 円筒部
１３ｂ、４３ｂ 立板部
１４ａ、４１ａ 嵌合部
１４ｂ 内径部
１６ ラビリンスシール
１７、４４ 磁気エンコーダ
１８、２７、３０、３３、３７ センサキャップ
１８ｂ 鍔部
１８ｃ、２７ａ、３０ａ、３３ａ、３７ａ、４１ｅ 底部
１８ｄ 膨出部
１９ 嵌挿孔
２０ 回転速度センサ
２０ａ、２０ｂ 嵌合面
２１、２９、３１、３４ 穿孔
２２、３５ 固定ナット
２２ａ、３５ａ 雌ねじ
２２ｂ、３５ｂ 大径部
２２ｃ 小径円筒部
２３ 取付部材
２４ 取付ボルト
２５ 台座
２６ ポンチ
２８ 凹み部
３２ 電極
３４ａ 係止部
３５ｃ 面取り部
３６、３８ 舌片
３９ ドレーン
４１ 内側キャップ
４１ｂ 縮径部
４１ｃ 円板部
４１ｄ 屈曲部
４２ パルサリング
４３ 支持環
４５ 弾性部材
４５ａ 環状突起
５０ 外方部材
５０ａ 外側転走面
５０ｂ 車体取付フランジ
５１ ハブ輪
５１ａ、５２ａ 内側転走面
５１ｂ 小径段部
５１ｃ 加締部
５２ 内輪
５３ 内方部材
５４ 保持器
５５ ボール
５６、５７ シール
５８ 車輪取付フランジ
５９ エンコーダ
６０ カバー
６１ ホルダ
６２ 芯金
６３ 永久磁石
６４ 円筒部
６５ 底板部
６６ 鍔部
６７ 挿入孔
６８ 貫通孔
６９ 挿入部
７０ 取付孔
７１ 取付フランジ
７２ ボルト
７３ ナット
Ｋ ナックル

Claims (5)

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、
   この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、
   前記内輪に装着された磁気エンコーダと、
   この磁気エンコーダに所定の軸方向エアギャップを介して対峙する回転速度センサと、
   前記外方部材のインナー側の端部に嵌着され、前記回転速度センサが支持固定されるカップ状のセンサキャップと、を備え、
   このセンサキャップに形成された穿孔に前記回転速度センサを取り付けるナットが固定された回転速度検出装置付車輪用軸受装置において、
   前記固定ナットが大径部を備え、前記大径部の端面が前記センサキャップの底部のアウター側の側面に密着され、前記固定ナットの端部内径に面取り部が形成されると共に、前記センサキャップの穿孔に前記底部のアウター側の側面に突出する環状の係止部が形成され、この係止部に前記面取り部が嵌挿されて前記固定ナットと穿孔が芯合せされた状態でスポット溶接され、当該固定ナットが前記センサキャップの底部に一体に固定されていることを特徴とする回転速度検出装置付車輪用軸受装置。
2. 前記固定ナットの大径部の端部に小径円筒部が突設され、この小径円筒部が前記センサキャップの穿孔に嵌挿されている請求項１に記載の回転速度検出装置付車輪用軸受装置。
3. 前記センサキャップの穿孔の近傍に少なくとも２個の舌片が対向配置され、前記固定ナットの大径部の平坦面に係合されている請求項１または２に記載の回転速度検出装置付車輪用軸受装置。
4. 前記センサキャップが鋼板から形成され、前記固定ナットを含む外表面にカチオン電着塗装からなる防錆皮膜が形成されている請求項１乃至３いずれかに記載の回転速度検出装置付車輪用軸受装置。
5. 前記センサキャップのアウター側に内側キャップが嵌着されと共に、この内側キャップが非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼板からカップ状に形成され、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、前記パルサリングに僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部とを備え、この円板部に前記回転速度センサが衝合または近接され、当該内側キャップを介して前記磁気エンコーダに対向配置されている請求項１乃至４いずれかに記載の回転速度検出装置付車輪用軸受装置。

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