JP6290543B2 - 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センサが装着される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装着される車輪用軸受装置が提案されている。

このような車輪用軸受装置の一例として図１２に示すような構造が知られている。この車輪用軸受装置は、内方部材５１と外方部材５２、および両部材５１、５２間に転動自在に収容された複列のボール５３ａ、５３ｂ列とを備えている。内方部材５１は、ハブ輪５４と、このハブ輪５４に所定のシメシロを介して圧入された内輪５５とからなる。

ハブ輪５４は、一端部に車輪取付フランジ（５６）を一体に有し、外周に一方の内側転走面５４ａと、この内側転走面５４ａから軸方向に延びる軸状部５４ｄを介して小径段部５４ｂが形成されている。

内輪５５は、外周に他方の内側転走面５５ａが形成され、ハブ輪５４の小径段部５４ｂに圧入されると共に、小径段部５４ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部５４ｃによって軸方向に固定されている。

外方部材５２は、外周に車体取付フランジ５２ｃを一体に有し、内周にハブ輪５４の内側転走面５４ａに対向する外側転走面５２ａと、内輪５５の内側転走面５５ａに対向する外側転走面５２ｂが一体に形成されている。そして、外方部材５２と内方部材５１との間に形成される環状空間の開口部にシール５７とセンサキャップ５８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。

車輪取付フランジ５６側のボール５３ａ列のピッチ円直径ＰＣＤｏが反車輪取付フランジ５６側のボール５３ｂ列のピッチ円直径ＰＣＤｉよりも大径に設定されると共に、ボール５３ａ列のボール径ｄｏがボール５３ｂ列のボール径ｄｉよりも小径（ｄｏ＜ｄｉ）に設定されている。また、このピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉと転動体径ｄｏ、ｄｉの違いにより、ボール５３ａ列のボール数Ｚｏがボール５３ｂ列のボール数Ｚｉよりも多く設定されている（Ｚｏ＞Ｚｉ）。これにより、反車輪取付フランジ５６側に比べ車輪取付フランジ５６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。

図１３に示すように、内輪５５の外周にはパルサリング５９が圧入されている。このパルサリング５９は、円環状に形成された支持環６０と、この支持環６０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６１とで構成されている。

センサキャップ５８は外方部材５２のインナー側の端部に内嵌固定され、外方部材５２の開口部を閉塞している。このセンサキャップ５８は、オーステナイト系ステンレス鋼板をプレス成形してカップ状に形成され、外方部材５２の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部５８ａと、この嵌合部５８ａから縮径部５８ｂを介して径方向内方に延び、内方部材５１の端部を覆う底部５８ｃとを備えている。

ここで、縮径部５８ｂ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６２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６２は、センサキャップ５８の底部５８ｃの側面から内方側に突出して回転速度センサ６３に干渉しないように接合され、嵌合部５８ａの外径より径方向外方に突出する環状突起６２ａを備えている。そして、この環状突起６２ａがセンサキャップ５８の嵌合時に外方部材５２の端部内周に弾性変形して圧着され、嵌合部５８ａの気密性を高めている。

また、センサキャップ５８の底部５８ｃの径方向略中心部に円形凹所６４が形成され、この円形凹所６４にナット６５が圧入固定されている。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６５の雌ねじ６５ａに締結することにより、回転速度センサ６３がセンサキャップ５８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５８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６３を固定することができる。

また、センサキャップ５８の底部５８ｃの径方向外方部の磁気エンコーダ６１に対応する位置に回転速度センサ６３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５８ｃを介して磁気エンコーダ６１の磁束の変化を回転速度センサ６３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５８によって閉塞されているので、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（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１１−１９６４２５号公報

このような従来の車輪用軸受装置では、外方部材５２の端部に装着されるセンサキャップ５８に弾性部材６２が一体に接合され、この弾性部材６２が嵌合部５８ａの外径より径方向外方に突出する環状突起６２ａを備えているので、センサキャップ５８の嵌合時に外方部材５２の端部内周に環状突起６２ａが弾性変形して圧着され、嵌合部５８ａの気密性を高めることができるという特徴を有している。

然しながら、センサキャップ５８の縮径部５８ｂの外周に弾性部材６２が接合され、この縮径部５８ｂと磁気エンコーダ６１が接合された支持環６０が軸方向の同位置にあるため、センサキャップ５８と磁気エンコーダ６１が干渉する恐れがある。換言すると、磁気エンコーダ６１との干渉を回避するため、センサキャップ５８の外径を大きくするか、あるいは支持環６０の外径を小さくする必要があり、設計自由度が規制されるといった課題があった。

また、センサキャップ５８が非磁性材であっても縮径部５８ｂの曲げ加工によって組成が変化して磁性を帯びることがあり、縮径部５８ｂと磁気エンコーダ６１が接近していることにより検出精度が低下する恐れがあった。

本発明は、嵌合部の気密性を確保しつつ、検出精度の向上を図ると共に、設計自由度を高めて信頼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、前記外方部材と内方部材との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装着されたシールと、インナー側の開口部に装着されたキャップと、前記内輪に外嵌されたパルサリングと、を備え、前記キャップの外周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た車輪用軸受装置において、前記パルサリングは、前記内輪に圧入される円筒部と、この円筒部のインナー側の端部から径方向外方に延びる立板部とを有する支持環と、前記立板部のインナー側の側面に接合された磁気エンコーダと、を備え、前記外方部材のインナー側の端部内周が、前記キャップが圧入される内側嵌合面と、この内側嵌合面から段部を介して当該内側嵌合面よりも小径に形成された円筒状の小径面で構成され、前記キャップにおいて、前記外方部材の端部内周面に圧入される嵌合部の先端部がアウター側に位置するように圧入されると共に、前記嵌合部の先端部に縮径部が形成され、この縮径部の外周面から先端部に回り込むように前記弾性部材が接合されると共に、前記弾性部材が前記外方部材に弾性変形して圧着され、当該弾性部材が前記支持環の前記立板部よりもアウター側に位置し、前記磁気エンコーダに対して軸方向に離れた位置に配設されている。

このように、外方部材のインナー側の開口部に装着されたキャップと、内輪に外嵌されたパルサリングと、を備え、キャップの外周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た車輪用軸受装置において、パルサリングは、内輪に圧入される円筒部と、この円筒部のインナー側の端部から径方向外方に延びる立板部とを有する支持環と、立板部のインナー側の側面に接合された磁気エンコーダと、を備え、外方部材のインナー側の端部内周が、キャップが圧入される内側嵌合面と、この内側嵌合面から段部を介して当該内側嵌合面よりも小径に形成された円筒状の小径面で構成され、キャップにおいて、外方部材の端部内周面に圧入される嵌合部の先端部がアウター側に位置するように圧入されると共に、嵌合部の先端部に縮径部が形成され、この縮径部の外周面から先端部に回り込むように弾性部材が接合されると共に、弾性部材が外方部材に弾性変形して圧着され、当該弾性部材が前記支持環の前記立板部よりもアウター側に位置し、前記磁気エンコーダに対して軸方向に離れた位置に配設されているので、キャップとパルサリングが干渉するのを防止することができ、検出精度の向上を図ると共に、設計自由度を高めて信頼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。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記縮径部が前記嵌合部の先端部に傾斜部を介して形成され、これら傾斜部と縮径部の外周面からこの縮径部の先端部に回り込むように前記弾性部材が接合されていれば、キャップとパルサリングが干渉するのを防止することができ、従来のように両者の干渉を回避するためにキャップの外径を大きくしたり、あるいはパルサリングの外径を小さくしたりする必要がなくなり、設計自由度を高めることができると共に、キャップの縮径部の曲げ加工によって組成が変化して磁性を帯びることがあっても、縮径部とパルサリングが離反していることにより、例えば、パルサリングとして磁気エンコーダを採用した場合でも検出精度が低下するといった不具合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、前記縮径部が前記嵌合部の先端部に垂直に曲げられた屈曲部を介して形成され、この屈曲部と縮径部の外周面からこの縮径部の先端部に回り込むように前記弾性部材が接合されていれば、キャップ自体の強度・剛性アップができると共に、軸方向のコンパクト化ができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記弾性部材に径方向外方に突出するテーパ面を有する環状突起が形成されると共に、前記外方部材の段部がテーパ状に形成され、この段部に当該環状突起が弾性変形して圧着されていれば、環状突起が外方部材の段部に楔状に食い込んで圧着され、嵌合部の気密性を一層高めることができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記弾性部材が前記外方部材の内側嵌合部と段部とで形成される環状空間を充足するように圧着されていれば、弾性部材の密着度が高まり、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、前記外方部材の段部が径方向内方に垂直に延びて形成され、この段部に前記弾性部材が弾性変形して圧着されていれば、弾性部材が外方部材の内周面に圧着されるのではなく、垂直に延びる段部と軸方向に突き合わされるので、キャップ嵌合時の弾性部材の損傷を防止することができ、嵌合部の気密性を高めると共に、信頼性を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、前記内側嵌合面の内径の公差最大値が前記小径面の内径よりも大径になるように設定されていれば、キャップの嵌合時、小径面に対して弾性部材が圧入嵌合とならず、内側嵌合面と接触して部分的に潰れて損傷したり、逆に内側嵌合面にスリット状の圧入傷が付いたりするのを防止し、製品品質の信頼性を高めることができる。

また、請求項８に記載の発明のように、前記キャップのインナー側にセンサキャップが装着され、このセンサキャップが鋼板からプレス加工によりカップ状に形成され、前記外方部材の端部に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から前記外方部材のインナー側の端面に密着する鍔部と、この鍔部から前記外方部材のインナー側の開口部を閉塞する底部とを備え、この底部の前記パルサリングに対応する水平位置に嵌挿孔が形成され、この嵌挿孔に回転速度センサが装着されていれば、剛性を高めて回転速度センサの位置決め精度を向上させることができると共に、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。

本発明に係る車輪用軸受装置は、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、前記外方部材と内方部材との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装着されたシールと、インナー側の開口部に装着されたキャップと、前記内輪に外嵌されたパルサリングと、を備え、前記キャップの外周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た車輪用軸受装置において、前記パルサリングは、前記内輪に圧入される円筒部と、この円筒部のインナー側の端部から径方向外方に延びる立板部とを有する支持環と、前記立板部のインナー側の側面に接合された磁気エンコーダと、を備え、前記外方部材のインナー側の端部内周が、前記キャップが圧入される内側嵌合面と、この内側嵌合面から段部を介して当該内側嵌合面よりも小径に形成された円筒状の小径面で構成され、前記キャップにおいて、前記外方部材の端部内周面に圧入される嵌合部の先端部がアウター側に位置するように圧入されると共に、前記嵌合部の先端部に縮径部が形成され、この縮径部の外周面から先端部に回り込むように前記弾性部材が接合されると共に、前記弾性部材が前記外方部材に弾性変形して圧着され、当該弾性部材が前記支持環の前記立板部よりもアウター側に位置し、前記磁気エンコーダに対して軸方向に離れた位置に配設されているので、キャップとパルサリングが干渉するのを防止することができ、検出精度の向上を図ると共に、設計自由度を高めて信頼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。

本発明に係る車輪用軸受装置の実施形態を示す縦断面図である。 図１の検出部を示す要部拡大図である。 図１のドレーン部を示す要部拡大図である。 図１のキャップの嵌合部を示す要部拡大図である。 図４のキャップの嵌合部の参考例を示す要部拡大図である。 図４のキャップの嵌合部の変形例を示す要部拡大図である。 図４のキャップの変形例を示す要部拡大図である。 図６のキャップの変形例を示す要部拡大図である。 図７のキャップの嵌合部の変形例を示す要部拡大図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の参考例を示す要部拡大図である。 図１０のキャップの嵌合部の部分拡大図である。 従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。 図１２のセンサキャップの嵌合部を示す要部拡大図である。

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、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、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、前記外方部材と内方部材との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装着されシールと、インナー側の開口部に装着されたキャップと、前記内輪に外嵌された磁気エンコーダと、を備え、前記キャップが、鋼板からプレス加工によりカップ状に形成され、前記外方部材の端部内周面に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延び、前記磁気エンコーダに僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部と、前記内方部材のインナー側の端部を覆う底部を備え、前記キャップの外周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た車輪用軸受装置において、前記外方部材のインナー側の端部内周が、前記キャップが圧入される内側嵌合面と、この内側嵌合面から段部を介して当該内側嵌合面よりも小径に形成された円筒状の小径面で構成されると共に、前記キャップが、その嵌合部の先端部がアウター側に位置するように圧入され、前記嵌合部の先端部に傾斜部を介して縮径部が形成され、これら傾斜部と縮径部の外周面からこの縮径部の先端部に回り込むように前記弾性部材が接合され、前記外方部材の小径面に弾性変形して圧着され、当該弾性部材と前記磁気エンコーダが軸方向に離反した位置に配設されている。

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実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の検出部を示す要部拡大図、図３は、図１のドレーン部を示す要部拡大図、図４は、図１のキャップの嵌合部を示す要部拡大図、図５は、図４のキャップの嵌合部の参考例を示す要部拡大図、図６は、図４のキャップの嵌合部の変形例を示す要部拡大図、図７は、図４のキャップの変形例を示す要部拡大図、図８は、図６のキャップの変形例を示す要部拡大図、図９は、図７のキャップの嵌合部の変形例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。

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。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（図示せず）に嵌合される円筒状のパイロット部２ｃが形成され、内周に内方部材１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が装着されると共に、インナー側の開口部には後述するキャップ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、前述したハブ輪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。

シール８は、外方部材２のアウター側の端部内周に圧入された芯金９と、この芯金９に加硫接着によって一体に接合されたシール部材１０とからなる一体型シールで構成されている。芯金９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が略Ｌ字状に形成されている。

一方、シール部材１０はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延び、断面が円弧状に形成された基部６ｂの外周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１０ａとダストリップ１０ｂおよび径方向内方に傾斜して延び、基部６ｂ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１０ｃを有している。そして、芯金９の外表面を覆うように、シール部材１０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１０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。

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。

本実施形態では、内輪５の外周にパルサリング１１が圧入されている。このパルサリング１１は、図２に拡大して示すように、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断面略Ｌ字状に形成され、内輪５に圧入される円筒部１２ａと、この円筒部１２ａから径方向外方に延びる立板部１２ｂとを有している。そして、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。

ここで、外方部材２に装着されたキャップ１４は、耐食性を有し、後述する回転速度センサ２２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１４ａと、この嵌合部１４ａの先端部に傾斜部１４ｂを介して形成された縮径部１４ｃと、嵌合部１４ａのインナー側の端部から径方向内方に延び、磁気エンコーダ１３に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部１４ｄと、この円板部１４ｄからアウター側に膨出する屈曲部１４ｅを介して内方部材１のインナー側の端部を覆う底部１４ｆを備えている。

キャップ１４は、図４に拡大して示すように、嵌合部１４ａの先端部がアウター側に位置するように圧入されると共に、傾斜部１４ｂと縮径部１４ｃの外周面からこの縮径部１４ｃの先端部に回り込むようにＮＢＲ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には径方向外方に突出する環状突起１５ａが形成されている。

一方、外方部材２の端部内周には、キャップ１４の嵌合部１４ａが圧入される内側嵌合面１６と、この内側嵌合面１６からアウター側にテーパ状の段部１７を介して内側嵌合面１６よりも小径の円筒状の小径面１８が形成されている。そして、弾性部材１５の環状突起１５ａがキャップ１４の嵌合時に外方部材２の小径面１８に弾性変形して圧着されている。

これにより、嵌合部１４ａの気密性を高めると共に、弾性部材１５がキャップ１４の圧入方向側（軸受内方側）の傾斜部１４ｂと縮径部１４ｃの外周面に接合され、磁気エンコーダ１３と軸方向に離反した位置に配設されるため、キャップ１４と磁気エンコーダ１３が干渉するのを防止することができ、従来のように両者の干渉を回避するためにキャップ１４の外径を大きくしたり、あるいは支持環１２の外径を小さくしたりする必要がなくなり、設計自由度を高めることができる。さらに、キャップ１４の縮径部１４ｃの曲げ加工によって組成が変化して磁性を帯びることがあっても、縮径部１４ｃと磁気エンコーダ１３が離反していることにより検出精度が低下するといった不具合を防止することができる。

ここで、外方部材２の内側嵌合面１６の内径Ｄｓは小径面１８の内径Ｄｒよりも大径に形成されるが、具体的には、内側嵌合面１６の公差最大値（最小径）は小径面１８の内径Ｄｒよりも大径になるように設定されている。これにより、内側嵌合面１６が旋削加工によって内径寸法にバラツキがあってもＤｒ≦Ｄｓの関係を確保することができ、キャップ１４の嵌合部１４ａと弾性部材１５の圧入面が同一径ではなく径差ができるので、キャップ１４の嵌合時に弾性部材１５の環状突起１５ａが内側嵌合面１６と接触して部分的に潰れて損傷したり、逆に内側嵌合面１６にスリット状の圧入傷が付いたりするのを防止し、製品品質の信頼性を高めることができる。

本実施形態では、図２に示すように、キャップ１４のインナー側に、さらにセンサキャップ１９が装着されている。具体的には、外方部材２の開口部側（インナー側）に所定の段差を介して外側嵌合面２０が形成され、センサキャップ１９はこの外側嵌合面２０に所定のシメシロを介して圧入されている。この外側嵌合面２０は、複列の外側転走面２ａ、２ａと、キャップ１４が圧入される内側嵌合面１６と総型砥石によって同時研削されている。これにより、キャップ１４の圧入ストロークを最小限に抑えて組立作業性が向上すると共に、各嵌合面１６、２０の真円度や同軸度等の精度が向上し、各嵌合部の気密性が高くなる。また、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。

センサキャップ１９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１９ａと、この嵌合部１９ａ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１９ｂと、この鍔部１９ｂから円筒部１９ｃを介して外方部材２のインナー側の開口部を閉塞する底部１９ｄとを備えている。このセンサキャップ１９の底部１９ｄには磁気エンコーダ１３に対応する水平位置に嵌挿孔２１が形成され、この嵌挿孔２１に回転速度センサ２２が嵌挿される。

このように、センサキャップ１９が外方部材２の端面２ｄに密着する鍔部１９ｂを備えているので、剛性を高めて回転速度センサ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２１が水平位置に形成され、この嵌挿孔２１に回転速度センサ２２が装着されていれば、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２２と磁気エンコーダ１３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。

また、外側キャップ１９の中心部に形成された穿孔２３に、底部１９ｄの軸受内方側（アウター側）に固定ナット２４が加締加工により固定されている。固定ナット２４の固定方法は、これ以外にも、例えば、溶接、接着、圧入等であっても良い。そして、センサキャップ１９の嵌挿孔２１に嵌挿された回転速度センサ２２が、取付部材２５を介して取付ボルト２６を固定ナット２４に締結することによって固定されている。このように、取付ボルト２６の締結により固定ナット２４が底部１９ｄの内側面に引き込まれるため、固定ナット２４の加締だけで脱落を防止することができる。

回転速度センサ２２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。そして、この回転速度センサ２２がキャップ１４の円板部１４ｄに衝合または近接するまで挿入されている。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が図れる。

センサキャップ１９にはカチオン電着塗装によって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１９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。

このように、本実施形態では、センサキャップ１９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ので、センサキャップ１９の嵌合部１９ａ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の外側嵌合面２０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３に示すように、センサキャップ１９の底部１９ｄの径方向外方側にドレーン２７が形成されている。このドレーン２７は、嵌合部１９ａと底部１９ｄの路面に近い側の膨出部２８に形成されている。膨出部２８は、底部１９ｄからインナー側に所定の寸法Ｌだけ突出して形成されている。この膨出部２８は、ナックルＫの端面が外方部材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１９の膨出部２８にドレーン２７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１９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２８部分に流動落下し、ナックル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。

また、図５は前述した実施形態（図４）の参考例である。ここでは、外方部材２’の端部内周が、キャップ１４の嵌合部１４ａが圧入される内側嵌合面１６で構成され、弾性部材１５の環状突起１５ａがキャップ１４の嵌合時に外方部材２’の内側嵌合面１６に弾性変形して圧着される。この参考例は、キャップ１４の嵌合時に弾性部材１５の環状突起１５ａが内側嵌合面１６と接触するものの、外方部材２’の端部内周の形状が簡素化でき、端部内周の加工が容易になって低コスト化が図れると共に、弾性部材１５が接合された縮径部１４ｃと磁気エンコーダ１３が接合された支持環１２が軸方向に離反した位置に配設されているため、前述した実施形態と同様、キャップ１４と磁気エンコーダ１３が干渉するのを防止することができると共に、キャップ１４の縮径部１４ｃの曲げ加工によって組成が変化して磁性を帯びることがあっても検出精度が低下することはない。

なお、弾性部材１５の環状突起１５ａを内側嵌合面１６ではなく、この内側嵌合面１６よりも小径に形成された小径面１８に圧着させても良い。これにより、キャップ１４の嵌合時に弾性部材１５の環状突起１５ａが内側嵌合面１６と接触して部分的に潰れて損傷したり、逆に内側嵌合面１６にスリット状の圧入傷が付いたりするのを防止することができる。

図６に前述（図４）したキャップ１４の嵌合部の変形例を示す。このキャップ２９は、耐食性を有し、回転速度センサ２２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２の内側嵌合面１６に圧入される円筒状の嵌合部１４ａと、この嵌合部１４ａの先端部に傾斜部１４ｂを介して形成された縮径部１４ｃと、嵌合部１４ａのインナー側の端部から径方向内方に延び、磁気エンコーダ１３に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部１４ｄを備えている。

キャップ２９は、傾斜部１４ｂと縮径部１４ｃの外周面からこの縮径部１４ｃの先端部に回り込むようにＮＢＲ等の合成ゴムからなる弾性部材３０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３０には径方向外方に突出し、テーパ面を有する環状突起３０ａが形成されている。

一方、外方部材３１の端部内周には、キャップ２９の嵌合部１４ａが圧入される内側嵌合面１６と、この内側嵌合面１６からインナー側にテーパ状の段部３２が形成されている。そして、弾性部材３０の環状突起３０ａがキャップ２９の嵌合時に外方部材３１の段部３２に弾性変形して圧着されている。本実施形態では、テーパ面を有する環状突起３０ａが外方部材３１のテーパ状の段部３２に楔状に食い込んで圧着されるので、嵌合部１４ａの気密性を一層高めることができる。

図７は、前述（図４）したキャップ１４の変形例で、キャップ１４の形状が一部異なる。このキャップ３３は、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２の内側嵌合面１６に圧入される円筒状の嵌合部１４ａと、この嵌合部１４ａの先端部に屈曲部３３ａを介して形成された縮径部１４ｃと、嵌合部１４ａのインナー側の端部から径方向内方に延び、磁気エンコーダ１３に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部１４ｄを備えている。

弾性部材１５がキャップ３３の嵌合時に外方部材２の小径面１８に弾性変形して圧着されている。本実施形態では、キャップ３３の屈曲部３３ａが垂直に曲げられて縮径部１４ｃが形成されているので、キャップ３３自体の強度・剛性アップができると共に、軸方向のコンパクト化ができる。

図８は、前述（図６）したキャッ２９の変形例で、キャップ２９と弾性部材３０の形状が一部異なる。このキャップ３３は、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２の内側嵌合面１６に圧入される円筒状の嵌合部１４ａと、この嵌合部１４ａの先端部に屈曲部３３ａを介して形成された縮径部１４ｃと、嵌合部１４ａのインナー側の端部から径方向内方に延び、磁気エンコーダ１３に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部１４ｄを備えている。

キャップ３３は、屈曲部３３ａと縮径部１４ｃの外周面からこの縮径部１４ｃの先端部に回り込むように弾性部材３４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３４はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、径方向外方に突出し、テーパ面を有する環状突起３４ａが形成されている。そして、弾性部材３４がキャップ３３の嵌合時に外方部材３１の段部３２に弾性変形して圧着されている。本実施形態では、キャップ３３の屈曲部３３ａが垂直に曲げられて縮径部１４ｃが形成されているので、キャップ３３の強度・剛性アップができると共に、弾性部材３４が外方部材３１の内側嵌合部１６とテーパ状の段部３２とで形成される環状空間が充足されているため、弾性部材３４の密着度が高まり、嵌合部１４ａの気密性を一層高めることができる。

図９は、前述（図７）したキャップ３３の嵌合部の変形例で、外方部材２の端部内周の形状が一部異なる。外方部材３５の端部内周には、キャップ３３の嵌合部１４ａが圧入される内側嵌合面１６と、この内側嵌合面１６からインナー側に盗み部３５ａを介して垂直に延びる段部３６が形成されている。そして、弾性部材１５の環状突起１５ａがキャップ３３の嵌合時に外方部材３５の段部３６に弾性変形して圧着されている。本実施形態では、弾性部材３３の環状突起１５ａが外方部材３５の内周面に圧着されるのではなく、垂直に延びる段部３６と軸方向に突き合わされるので、弾性部材１５の損傷を防止することができ、嵌合部１４ａの気密性を高めると共に、信頼性を高めることができる。

図１０は、本発明に係る車輪用軸受装置の参考例を示す要部拡大図、図１１は、図１０のキャップの検出部を示す部分拡大図である。なお、この参考例は、前述した実施形態（図２）と基本的にはキャップ１４とセンサキャップ１９の形状と圧入形態が異なるだけで、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。

本実施形態では、外方部材３７は、外周に車体取付フランジ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（図示せず）に嵌合される円筒状のパイロット部３７ａが形成されている。そして、外方部材３７のインナー側の開口部を閉塞するキャップ３８が内嵌されると共に、このさらにインナー側にセンサキャップ３９が外嵌されている。

キャップ３８は、耐食性を有し、回転速度センサ２２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３７のインナー側の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部３８ａと、この嵌合部３８ａのアウター側の端部から傾斜部３８ｂを介して径方向内方に延び、磁気エンコーダ１３に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部３８ｃを備え、外方部材３７のインナー側の開口部を閉塞している。キャップ３８には、傾斜部３８ｂの外周面にＮＢＲ等の合成ゴムからなる弾性部材４０が加硫接着によって一体に接合され、この弾性部材４０に径方向外方に突出する環状突起４０ａが形成されている。

一方、センサキャップ３９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３７のパイロット部３７ａのインナー側の端外周に圧入される円筒状の嵌合部３９ａと、この嵌合部３９ａから外方部材３７のインナー側の端面２ｄに密着する鍔部３９ｂと、この鍔部３９ｂから円筒部３９ｃを介して外方部材３７のインナー側の開口部を閉塞する底部３９ｄとを備えている。このセンサキャップ３９の底部３９ｄには磁気エンコーダ１３に対応する水平位置に嵌挿孔２１が形成され、この嵌挿孔２１に回転速度センサ２２が嵌挿される。

外方部材３７の端部内周には、図１１に拡大して示すように、キャップ３８の嵌合部３８ａが圧入される円筒状の内側嵌合面４１と、この内側嵌合面４１からアウター側に段部４２を介して内側嵌合面４１よりも小径の円筒状の小径面４３が形成されている。そして、弾性部材４０の環状突起４０ａがキャップ３８の嵌合時に外方部材３７の内側嵌合面４１に弾性変形して圧着されている。なお、弾性部材４０の環状突起４０ａを内側嵌合面４１ではなく小径面４３に圧着させても良い。これにより、キャップ３８の嵌合時に弾性部材４０の環状突起４０ａが内側嵌合面４１と接触して部分的に潰れて損傷したり、逆に内側嵌合面４１にスリット状の圧入傷が付いたりするのを防止することができる。

本参考例では、キャップ３８の開口部がインナー側に向くように圧入されると共に、弾性部材４０がキャップ３８の圧入方向側の傾斜部３８ｂの外周面に接合されているので、この傾斜部３８ｂと磁気エンコーダ１３が軸方向近傍に配置されていても、磁気エンコーダ１３の側面と同一平面上にキャップ３８の嵌合部３８ａが交叉することはなく、キャップ３８と磁気エンコーダ１３が干渉するのを防止することができる。したがって、従来のように両者の干渉を回避するためにキャップ３８の外径を大きくしたり、支持環１２の外径を小さくしたりする必要がなくなり、設計自由度を高めることができる。

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で、外方部材のインナー側の端部にキャップが装着された車輪用軸受装置に適用することができる。

１ 内方部材
２、２’、３１、３５、３７ 外方部材
２ａ 外側転走面
２ｂ 車体取付フランジ
２ｃ、３７ａ 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
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 保持器
８ シール
９ 芯金
１０ シール部材
１０ａ サイドリップ
１０ｂ ダストリップ
１０ｃ グリースリップ
１１ パルサリング
１２ 支持環
１２ａ、１９ｃ、３９ｃ 円筒部
１２ｂ 立板部
１３ 磁気エンコーダ
１４、２９、３８ キャップ
１４ａ、１９ａ、３８ａ、３９ａ 嵌合部
１４ｂ 傾斜部
１４ｃ 縮径部
１４ｄ、２９ｂ 円板部
１４ｅ 屈曲部
１４ｆ 底部
１５、３０、４０ 弾性部材
１５ａ、３０ａ、４０ａ 環状突起
１６ 内側嵌合面
１７、３２、３６ 段部
１８、４３ 小径面
１９、３９ センサキャップ
１９ｂ、３９ｂ 鍔部
１９ｄ、３９ｄ 底部
２０ 外側嵌合面
２１ 嵌挿孔
２２ 回転速度センサ
２３ 穿孔
２４ 固定ナット
２５ 取付部材
２６ 取付ボルト
２７ ドレーン
２８ 膨出部
５１ 内方部材
５２ 外方部材
５２ａ、５２ｂ 外側転走面
５２ｃ 車体取付フランジ
５３ａ、５３ｂ ボール
５４ ハブ輪
５４ａ、５５ａ 内側転走面
５４ｂ 小径段部
５４ｃ 加締部
５４ｄ 軸状部
５５ 内輪
５６ 車輪取付フランジ
５７ シール
５８ センサキャップ
５８ａ 嵌合部
５８ｂ 縮径部
５８ｃ 底部
５９ パルサリング
６０ 支持環
６１ 磁気エンコーダ
６２ 弾性部材
６２ａ 環状突起
６３ 回転速度センサ
６４ 円形凹所
６５ 固定ナット
６５ａ 雌ねじ
Ｄｓ 内側嵌合面の内径
Ｄｒ 小径面の内径
Ｋ ナックル
Ｌ 膨出部の底部からの突出量
ＰＣＤｉ 反車輪取付フランジ側のボール列のピッチ円直径
ＰＣＤｏ 車輪取付フランジ側のボール列のピッチ円直径
ｄｉ 反車輪取付フランジ側のボール列のボール径
ｄｏ 車輪取付フランジ側のボール列のボール径
Ｚｉ 反車輪取付フランジ側のボール列のボール数
Ｚｏ 車輪取付フランジ側のボール列のボール数

Claims (8)

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、
   前記外方部材と内方部材との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装着されたシールと、インナー側の開口部に装着されたキャップと、
   前記内輪に外嵌されたパルサリングと、を備え、
   前記キャップの外周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た車輪用軸受装置において、
   前記パルサリングは、前記内輪に圧入される円筒部と、この円筒部のインナー側の端部から径方向外方に延びる立板部とを有する支持環と、前記立板部のインナー側の側面に接合された磁気エンコーダと、を備え、
   前記外方部材のインナー側の端部内周が、前記キャップが圧入される内側嵌合面と、この内側嵌合面から段部を介して当該内側嵌合面よりも小径に形成された円筒状の小径面で構成され、
   前記キャップにおいて、前記外方部材の端部内周面に圧入される嵌合部の先端部がアウター側に位置するように圧入されると共に、前記嵌合部の先端部に縮径部が形成され、この縮径部の外周面から先端部に回り込むように前記弾性部材が接合されると共に、前記弾性部材が前記外方部材に弾性変形して圧着され、当該弾性部材が前記支持環の前記立板部よりもアウター側に位置し、前記磁気エンコーダに対して軸方向に離れた位置に配設されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記縮径部が前記嵌合部の先端部に傾斜部を介して形成され、これら傾斜部と縮径部の外周面からこの縮径部の先端部に回り込むように前記弾性部材が接合されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記縮径部が前記嵌合部の先端部に垂直に曲げられた屈曲部を介して形成され、この屈曲部と縮径部の外周面からこの縮径部の先端部に回り込むように前記弾性部材が接合されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記弾性部材に径方向外方に突出するテーパ面を有する環状突起が形成されると共に、前記外方部材の段部がテーパ状に形成され、この段部に当該環状突起が弾性変形して圧着されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
5. 前記弾性部材が前記外方部材の内側嵌合部と段部とで形成される環状空間を充足するように圧着されている請求項４に記載の車輪用軸受装置。
6. 前記外方部材の段部が径方向内方に垂直に延びて形成され、この段部に前記弾性部材が弾性変形して圧着されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
7. 前記内側嵌合面の内径の公差最大値が前記小径面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。
8. 前記キャップのインナー側にセンサキャップが装着され、このセンサキャップが鋼板からプレス加工によりカップ状に形成され、前記外方部材の端部に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から前記外方部材のインナー側の端面に密着する鍔部と、この鍔部から前記外方部材のインナー側の開口部を閉塞する底部とを備え、この底部の前記パルサリングに対応する水平位置に嵌挿孔が形成され、この嵌挿孔に回転速度センサが装着されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。

Images