JP6375982B2 - 軸受キャップ及び転がり軸受ユニット - Google Patents

Description

この発明は、転がり軸受ユニットを構成する外輪の軸方向端部開口を塞ぐと共に、センサを支持する為に使用する軸受キャップ、及び、この軸受キャップを備えた転がり軸受ユニットの改良に関する。

自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為の車輪支持用の転がり軸受ユニットと、ＡＢＳ等の制御に必要な車輪の回転速度を検出する為の回転速度検出装置とを互いに組み合わせて成る、回転速度検出装置付の転がり軸受ユニットが、従来から広く使用されている。

図７は、この様な回転速度検出装置付の転がり軸受ユニットの従来構造の１例として、特許文献１に記載されたものを示している。この回転速度検出装置付の転がり軸受ユニット１は、使用時に懸架装置に支持固定された状態で回転しない外輪２の内径側に、使用時に図示しない車輪を支持した状態でこの車輪と共に回転するハブ３を、複数個の転動体４、４を介して、回転自在に支持している。前記外輪２の外周面には、前記懸架装置を構成する図示しないナックルに結合固定する為の固定側フランジ５が設けられている。又、前記ハブ３の外周面の軸方向外端寄り（軸方向に関して「外」とは、車両への組み付け状態で車体の幅方向外側を言い、図１〜２、４〜７の左側。反対に、車体の幅方向中央側となる、図１〜２、４〜７の右側を、軸方向に関して「内」と言う。本明細書及び特許請求の範囲の全体で同じ。）部分には、車輪を支持固定する為の回転側フランジ６が設けられている。

又、前記外輪２の内周面と前記ハブ３の外周面との間で前記各転動体４、４を設置した空間の軸方向外端開口は、シールリング７により塞いでいる。これに対し、前記外輪２の軸方向内端部には、有底円筒状の軸受キャップ８を装着して、この外輪２の軸方向内端開口を塞いでいる。この軸受キャップ８は、合成樹脂製で、全体を有底円筒状に構成されたキャップ本体９と、このキャップ本体９にモールドされた金属板製の金属環１０から構成されており、円筒状の嵌合筒部１１と、この嵌合筒部１１の軸方向内端部から径方向内方に向けて伸長した底板部１２とを備えている。そして、前記嵌合筒部１１の先半部（軸方向外半部）を構成する前記金属環１０を、前記外輪２の軸方向内端部外周面に締り嵌めで外嵌固定する事により、この外輪２の軸方向内端開口を塞ぐ状態で、この外輪２の軸方向内端部に装着されている。

前記ハブ３の軸方向内端部には、回転速度検出装置を構成する、円環状のエンコーダ１３を、このハブ３と同心に支持固定している。このエンコーダ１３の被検出面（軸方向内側面）には、Ｓ極とＮ極とが円周方向に関して交互に且つ等ピッチで配置されている。又、前記軸受キャップ８を構成する前記底板部１２には、回転速度検出装置を構成する合成樹脂製のセンサホルダ１４を支持固定している。この為に、前記底板部１２のうちで、軸方向に関して前記エンコーダ１３の被検出面の一部と対向する部分に、軸方向に貫通するホルダ挿入孔１５を形成すると共に、このホルダ挿入孔１５に隣接した部分に、ボルト挿通孔１６を形成している。又、前記底板部１２の軸方向外側面のうちで、このボルト挿通孔１６の開口周縁部に、ナット１７を熱かしめ固定している。そして、前記センサホルダ１４を構成する、その先端部にホール素子等の磁気検出素子及び波形成形回路を組み込んだＩＣから成るセンサを包埋した、棒状（円柱状又は四角柱状等）のホルダ本体部１８を、前記ホルダ挿入孔１５内に挿入している。更に、このホルダ本体部１８の基端部に設けられた取付フランジ部１９及び前記ボルト挿通孔１６を挿通したボルト２０を、前記ナット１７に螺合している。これにより、前記センサホルダ１４を前記軸受キャップ８に支持固定している。

以上の様な回転速度検出装置付の転がり軸受ユニット１の使用時には、前記外輪２の外周面に固設した固定側フランジ５を懸架装置に対して、図示しないボルトにより結合固定すると共に、前記ハブ３の外周面に固設した回転側フランジ６に車輪を、この回転側フランジ６に設けたスタッドボルトにより固定する事で、懸架装置に対して車輪を回転自在に支持する。この状態で車輪が回転すると、前記ホルダ本体部１８の先端部に保持されたセンサの近傍を、前記エンコーダ１３の被検出面に配置されたＳ極とＮ極とが交互に通過する。この結果、このセンサの検出部内を流れる磁束の密度が変化し、その出力信号を変化させる。この様にしてセンサの出力信号が変化する周波数は、前記車輪の回転数に比例する。従って、この出力信号を図示しない制御器に送れば、ＡＢＳやＴＣＳを適切に制御できる。

但し、上述した様な従来構造の第１例の場合には、次の様な問題を生じる可能性がある。即ち、前記軸受キャップ８を構成する底板部１２を軸方向に貫通したホルダ挿入孔１５に、前記ホルダ本体部１８を挿入する構成を採用している為、このホルダ挿通孔１５を通じて、前記軸受キャップ８の内部（底板部１２の軸方向外側）の空間に、泥水等の異物が侵入する可能性がある。又、前記ホルダ挿入孔１５だけでなく、前記ボルト挿通孔１６に就いても、前記底板部１２を軸方向に貫通している為、前記センサホルダ１４を前記軸受キャップ８に支持固定する以前の状態で、前記両孔１５、１６を通じて、この軸受キャップ８の内部の空間に異物が侵入する可能性がある。

上述の様な事情に鑑みて、例えば特許文献２には、図８〜９に示す様な、軸受キャップ８ａの構造が開示されている。この従来構造の第２例の軸受キャップ８ａは、合成樹脂製で、全体を有底円筒状に構成されたキャップ本体９ａと、このキャップ本体９ａにモールドされた金属板製の金属環１０ａ及びナット１７ａとから構成されており、円筒状の嵌合筒部１１ａと、この嵌合筒部１１ａの軸方向内端部から径方向内方に向けて伸長した底板部１２ａとを備えている。そして、このうちの底板部１２ａに、センサホルダ１４ａを構成するホルダ本体部１８ａの先端部を挿入する為の、軸方向内側面側のみが開口した有底のホルダ挿入孔１５ａを設けている。又、このホルダ挿入孔１５ａの周囲に、前記底板部１２ａの軸方向内側面から軸方向内方に向けて突出する状態で、前記ホルダ本体部１８ａの中間部外周面をがたつきなく支持する為の、筒状のホルダ支持部２１を設けている。そして、このホルダ支持部２１及び前記ホルダ挿入孔１５ａにより、前記ホルダ本体部１８ａを介して（このホルダ本体部１８ａの先端部に包埋した）センサの位置決めを図っている。又、前記底板部１２ａのうちで、前記ホルダ挿入孔１５ａに隣接する部分に、前記ナット１７ａをインサート成形により保持している。

以上の様な構成を有する従来構造の第２例の場合には、前記ホルダ挿入孔１５ａを、前記底板部１２ａを軸方向に貫通しない有底孔としている為、このホルダ挿入孔１５ａを通じて、泥水等の異物が前記軸受キャップ８ａの内部に侵入する事を防止できる。更に、前記ナット１７ａを設けた部分に関しても、前記底板部１２ａを軸方向に貫通しない構造としている為、異物の進入を防止できる。又、上述した従来構造の第２例の場合には、前記底板部１２ａのうちで、前記ホルダ挿入孔１５ａの底面（奥端面）をその軸方向内側面とし且つ軸方向に関してエンコーダ１３（図７参照）と前記センサとの間を仕切る部分である仕切板部２２の軸方向の肉厚が、この仕切板部２２の周囲部分の軸方向の肉厚に比べて小さくなっている。従って、その分、この仕切板部２２を挟んで互いに軸方向に対向する、前記ホルダ本体部１８ａの先端部に包埋したセンサと、エンコーダ１３（図７参照）の被検出面との軸方向の対向間隔を小さくする事ができる。この結果、前記センサの出力を高める事ができる。

上述した従来構造の第２例の場合には、前記仕切板部２２の耐久性を向上させる為に、この仕切板部２２に加わる引っ張り応力を低く抑える面から、改良の余地がある。
即ち、上述した従来構造の第２例の場合には、前記キャップ本体９ａを構成する底板部１２ａのうち、前記仕切板部２２とその周辺部分との間に、大きな軸方向の肉厚差（仕切板部２２の軸方向の肉厚＜周辺部分の軸方向の肉厚）が存在する。この為、前記キャップ本体９ａを射出成形する際には、この仕切板部２２がその周辺部分よりも早く冷却されて、この仕切板部２２がその周辺部分よりも先に固化し、後からこの周辺部分が固化する。従って、この周辺部分の成形収縮（固化による収縮）に伴い、前記仕切板部２２に不可避的な引っ張り応力が加わる。又、転がり軸受ユニットの内部空間は、シールリング７（図７参照）と前記軸受キャップ８ａとにより密封される為、この内部空間で温度変化に伴う圧力変化（正圧又は負圧）が生じると、この正圧又は負圧による力が前記仕切板部２２に加わる。この結果、この仕切板部２２に加わる引っ張り応力が更に増大する。特に、上述した従来構造の第２例の場合には、自由状態で、前記仕切板部２２の大部分（外周部を除いた部分）が、単なる平板状になっている為、上述した様な引っ張り応力が大きくなり易い。

特開平１１−１４２４２４号公報 国際公開第２０１４／０４４２６１号

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、底板部を構成する仕切板部に作用する引っ張り応力を低く抑えられる、軸受キャップの構造を実現すべく発明したものである。

本発明の軸受キャップ及び転がり軸受ユニットのうち、軸受キャップに係る発明は、軸方向内端部にエンコーダを支持したハブを、その内径側に複数個の転動体を介して回転自在に支持した外輪の軸方向内端開口を塞ぐ状態で、この外輪の軸方向内端部に装着されると共に、その一部にセンサホルダが支持固定されるものである。
又、本発明に係る軸受キャップは、全体を有底円筒状に構成されており、前記外輪の軸方向内端部に嵌合固定される嵌合筒部と、この嵌合筒部の軸方向一部（例えば軸方向内端部）から径方向内方に伸長する状態で設けられた底板部とを備えており、少なくともこの底板部が合成樹脂を射出成形する事により造られている。
又、前記底板部のうちで、軸方向に関して、前記エンコーダの軸方向内側面に設けられた前記ハブと同心の被検出面の一部と対向する部分に、前記センサホルダを構成する棒状（円柱状や四角柱状等）のホルダ本体部のうちで、内部にセンサを保持した先端部を挿入する為の、軸方向内側面側のみが開口した有底のホルダ挿入孔を設けている。
特に、本発明の軸受キャップの場合には、前記底板部のうちで、このホルダ挿入孔の底面をその軸方向内側面とし且つ軸方向に関して前記エンコーダと前記センサとの間を仕切る部分である仕切板部の軸方向の肉厚が、この仕切板部の周囲部分の軸方向の肉厚に比べて小さくなっている。これと共に、自由状態で、この仕切板部が、軸方向片側面が凸曲面となり、軸方向他側面が凹曲面となる様に湾曲した形状を有している（例えば、部分球殻状になっている）。

又、本発明の軸受キャップを実施する場合には、追加的に、前記仕切板部の外周縁部を、前記底板部の軸方向外側面のうちこの仕切板部の周囲部分に対して軸方向内側に凹入した部分に配置すると共に、自由状態で、前記仕切板部の軸方向外側面を、前記底板部の軸方向外側面のうちこの仕切板部の周囲部分よりも軸方向外側に突出させない様にする事ができる。

又、本発明の軸受キャップを実施する場合には、追加的に、前記底板部の軸方向外側面のうち、前記仕切板部の周囲部分に、軸方向外側に突出する状態で筒状部を設けると共に、この筒状部の軸方向外端部に前記仕切板部の外周縁部を結合する事ができる。

一方、本発明の転がり軸受ユニットは、例えば自動車の車輪（従動輪）を回転自在に支持する為のもので、外輪と、ハブと、複数個の転動体と、エンコーダと、軸受キャップとを備える。
このうちの外輪は、内周面に単列又は複列の外輪軌道を有する。
又、前記ハブは、外周面に単列又は複列の内輪軌道を有し、使用時に回転する。
又、前記各転動体は、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に、転動自在に設けられている。これら各転動体としては、玉、円すいころ、円筒ころ、球面ころ、ニードル等を使用する事ができる。
又、前記エンコーダは、前記ハブの軸方向内端部に、このハブと同心に支持固定され、その特性を円周方向に関して交互に且つ等ピッチで変化させたものである。
又、前記エンコーダは、前記ハブの軸方向内端部に、このハブと同心に支持固定されており、軸方向内側面に、このハブと同心の被検出面を有する。そして、この被検出面の特性を円周方向に関して交互に且つ等ピッチで変化させている。
更に、前記軸受キャップは、前記外輪の軸方向内端開口を塞ぐ状態で、この外輪の軸方向内端部に装着されると共に、その一部にセンサホルダが支持固定される。
特に、本発明の転がり軸受ユニットの場合には、前記軸受キャップとして、請求項１に記載した軸受キャップを使用している。

上述の様に構成する本発明の軸受キャップ及び転がり軸受ユニットによれば、底板部を射出成形する際の成形収縮、及び、転がり軸受ユニットの内部空間の圧力変化に起因する、前記底板部を構成する仕切板部に加わる引っ張り応力を低く抑えられる。
即ち、本発明の場合には、自由状態で、前記仕切板部が、軸方向片側面が凸曲面となり、軸方向他側面が凹曲面となる様に湾曲した形状を有している。この為、前記底板部を射出成形する際に、前記仕切板部がその周辺部分よりも先に固化し、後からこの周辺部分が固化する事で、この周辺部分の成形収縮（固化による収縮）に伴って、前記仕切板部の外周縁部に外径側に向く引っ張り力が加わった場合にも、この仕切板部が、自身の軸方向両側面の曲率を小さくする（曲率半径を大きくする）方向に弾性変形する事により、この仕切板部に加わる引っ張り応力を低く抑えられる。又、前記転がり軸受ユニットの内部空間で温度変化に伴う圧力変化（正圧又は負圧）が生じて、この正圧又は負圧による力が前記仕切板部に加わった場合にも、この仕切板部が、自身の軸方向両側面の曲率（曲率半径）を変化させる方向に弾性変形する事により、この仕切板部に加わる引っ張り応力を低く抑えられる。

本発明の実施の形態の第１例を示す、回転速度検出装置付の転がり軸受ユニットの断面図。 同じく軸受キャップを取り出して示す断面図。 同じく軸受キャップを取り出して示す端面図。 図２の右上部を拡大して示す図。 本発明の実施の形態の第２例を示す、図４に相当する図。 同じく第３例を示す、図４に相当する図。 従来構造の第１例の回転速度検出装置付の転がり軸受ユニットを示す断面図。 従来構造の第２例に関する軸受キャップを取り出して示す端面図。 同じく図８のＡ−Ａ断面図。

［実施の形態の第１例］
本発明の実施の形態の第１例に就いて、図１〜４を参照しつつ説明する。本例の特徴は、外輪２の軸方向内端開口を塞ぐ為の軸受キャップ３３の構造を工夫した点にある。その他の部分の構成及び作用効果に就いては、前述した従来構造の場合と基本的には同じであるので、以下、本例の特徴部分及び先に説明しなかった部分を中心に説明する。

本例の回転速度検出装置付の転がり軸受ユニット１ａは、従動輪である車輪をナックル等の懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度を検出するもので、静止輪である外輪２の内径側に、回転輪であるハブ３を、複数個の転動体４、４を介して、回転自在に支持している。

前記外輪２は、外周面に懸架装置を構成する図示しないナックルに結合固定する為の固定側フランジ５を、内周面に複列の外輪軌道２３ａ、２３ｂを、それぞれ有している。又、前記ハブ３は、ハブ本体２４と内輪２５とを、かしめ部２６により結合固定して成るもので、外周面に複列の内輪軌道２７ａ、２７ｂを有し、前記外輪２の内径側に、この外輪２と同心に支持されている。又、前記ハブ本体２４の軸方向外端部で、前記外輪２の軸方向外端開口よりも軸方向外方に突出した部分には、車輪を支持する為の回転側フランジ６を設けている。そして、前記各外輪軌道２３ａ、２３ｂと、前記各内輪軌道２７ａ、２７ｂとの間に、それぞれ複数個ずつ前記各転動体４、４を設けている。尚、図示の例では、これら各転動体４、４として玉を使用しているが、重量の嵩む自動車用の転がり軸受ユニットの場合には、円すいころを使用する場合もある。

前記外輪２及び前記ハブ３を構成するハブ本体２４は、Ｓ５３Ｃ等の中炭素鋼製であり、少なくとも前記各軌道２３ａ、２３ｂ、２７ａの表面に、高周波焼き入れ等の硬化処理が施されている。一方、前記ハブ３を構成する内輪２５及び前記各転動体４、４は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼製であり、例えば、ずぶ焼き入れによる硬化処理が施されている。

前記ハブ３を構成する内輪２５の軸方向内端部には、回転速度検出装置を構成する、円環状のエンコーダ１３ａが、前記ハブ３と同心に支持固定されている。このエンコーダ１３ａは、支持環２８と、エンコーダ本体２９とから構成されている。このうちの支持環２８は、ＳＵＳ４３０等のフェライト系ステンレス鋼板やＳＰＣＣ等の圧延鋼板に、プレス加工を施す事により、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成されており、支持円筒部３０と、この支持円筒部３０の軸方向内端部から径方向外方に折れ曲がる状態で設けられた支持円輪部３１とを備える。そして、このうちの支持円筒部３０の軸方向外端部が、前記内輪２５の軸方向内端部に締り嵌めで外嵌固定されている。又、前記エンコーダ本体２９は、フェライト粉末等の磁性体を混入したゴム磁石又はプラスチック磁石等の永久磁石により全体を円輪状に造られたもので、前記支持円輪部３１の軸方向内側面に添着固定されている。このエンコーダ本体２９の軸方向内側面である被検出面３２には、Ｓ極とＮ極とが円周方向に関して交互に且つ等ピッチで配置されている。この様な被検出面３２は、前記ハブ３と同心に、且つ、前記ハブ本体２４の軸方向内端部に形成されたかしめ部２６の軸方向内端面よりも軸方向内方に配置されている。

又、前記外輪２の内周面と前記ハブ３の外周面との間で前記各転動体４、４を設置した空間の軸方向外端開口は、シールリング７により塞いでいる。これに対し、前記外輪２の軸方向内端部には、有底円筒状の軸受キャップ３３を装着して、この外輪２の軸方向内端開口を塞いでいる。又、この軸受キャップ３３には、使用状態で、回転速度検出装置を構成する、センサユニット４５が支持固定されている。このセンサユニット４５は、合成樹脂製のセンサホルダ４６と、センサ４７とを含んで構成されている。このうちのセンサホルダ４６は、円柱状（棒状）のホルダ本体部４８と、このホルダ本体部４８の基端（軸方向内端、図１〜２の右端）寄り部分に設けられた取付フランジ部４９とを備えている。又、前記センサ４７は、ホールＩＣ、ホール素子、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子等の磁気検知素子及び波形成形回路を組み込んだＩＣから成るもので、前記ホルダ本体部４８の先端部（軸方向外端部、図１〜２の左端部）にモールド固定（包埋）されている。又、本例の場合、前記ホルダ本体部４８の先端面を、軸方向に対して直交する平面としている。

前記軸受キャップ３３は、合成樹脂製で有底円筒状に構成されたキャップ本体３４と、このキャップ本体３４にそれぞれモールド固定された金属環３５及びナット３７と、Ｏリング３６とから構成されており、略円筒状の嵌合筒部３８と、この嵌合筒部３８の軸方向内端部から径方向内方に向けて伸長した（この嵌合筒部３８の軸方向内端開口を塞ぐ状態で設けられた）略円板状の底板部３９とを備えている。

前記キャップ本体３４は、例えばポリアミド６６樹脂に、グラスファイバーを適宜加えた繊維強化ポリアミド樹脂材料を、射出成形する事により造られている。又、必要に応じて、ポリアミド樹脂に、非晶性芳香族ポリアミド樹脂（変性ポリアミド６Ｔ／６Ｉ）、低吸水脂肪族ポリアミド樹脂（ポリアミド１１樹脂、ポリアミド１２樹脂、ポリアミド６１０樹脂、ポリアミド６１２樹脂）を適宜加える事で、より耐水性を向上させても良い。又、本例の場合、前記金属環３５及び前記ナット３７は、前記キャップ本体３４の射出成形時にモールド固定する事により、このキャップ本体３４に固定されている。

前記軸受キャップ３３を構成する嵌合筒部３８は、先半部（軸方向外半部、図１〜２の左半部）に設けられた小径筒部４０と、基半部（軸方向内半部、図１〜２の右半部）に設けられた大径筒部４１とを、段差面４２により連続させた、段付き円筒状に構成されている。又、本例の場合、前記小径筒部４０を、前記金属環３５により構成している。この金属環３５は、ステンレス鋼板や圧延鋼板等から造られており、断面Ｌ字形で、円筒部４３と、この円筒部４３の軸方向内端部から径方向外方に折れ曲がった外向フランジ部４４とを備えている。このうちの円筒部４３は、前記大径筒部４１の外部に露出しているのに対し、前記外向フランジ部４４は、この大径筒部４１の内部に埋め込まれている。又、前記段差面４２の内径側部分を、前記外向フランジ部４４の軸方向外側面に隣接する状態で配置された、前記Ｏリング３６用の係止溝とし、この係止溝にこのＯリング３６を係止している。

又、前記底板部３９は、全体を略円板状に構成されている。この様な底板部３９のうち、使用状態で、上半部の幅方向（車両への組み付け状態での前後方向、図１〜２の表裏方向、図３の左右方向）中央部に、他の部分よりも軸方向の肉厚が大きくなった（軸方向内側に向けて膨出した）厚肉部５０が設けられている。そして、この厚肉部５０の上半部で、軸方向に関して前記エンコーダ１３ａの被検出面３２の一部と対向する部分に、軸方向内側面側のみが開口した有底のホルダ挿入孔５１が設けられている。このホルダ挿入孔５１は、前記センサホルダ４６を構成するホルダ本体部４８の先端部及び中間部をがたつきなく挿入する為のもので、このホルダ本体部４８の先端部及び中間部の外径寸法よりも僅かに大きい内径寸法を有する。

又、前記底板部３９のうちで、前記ホルダ挿入孔５１の底面（奥端面）に対応する部分であって、使用時に軸方向に関して前記エンコーダ１３ａの被検出面３２と前記センサ４７との間を仕切る部分には、前記ホルダ挿入孔５１の底面を自身の軸方向内側面とする、仕切板部５２が存在する。前記底板部３９のうち、この仕切板部５２の軸方向の肉厚は、この仕切板部５２の周囲部分の軸方向の肉厚（更には、前記底板部３９のうち、前記厚肉部５０から外れた部分の軸方向の肉厚）に比べて、十分に小さくなっている。更に、本例の場合、自由状態で、この仕切板部５２は、軸方向外側面が球状凸面となり、軸方向内側面（前記底面）が球状凹面となった、部分球殻状に構成されている。従って、本例の場合、前記底板部３９の軸方向外側面のうち、前記仕切板部５２の軸方向外側面は、それ以外の部分よりも軸方向外方に突出している（頂部である、前記仕切板部５２の軸方向外側面の中央部に於いて、軸方向寸法Ｌ₅₂だけ突出している）。尚、この仕切板部５２の軸方向両側面は、必ずしも正確な球面（球状凸面、球状凹面）である必要はない。

又、本例の場合には、前記厚肉部５０の下半部をナット保持部５３としている。このナット保持部５３の内径側には前記ナット３７が、インサート成形によりモールド固定されている。このナット３７は、軸方向外端部に底部を設けた有底円筒状の袋ナットであり、内周面に雌ねじ部５４が形成されていると共に、外周面の軸方向１乃至複数箇所（図示の例では１箇所）に係合凹溝５５が形成されている。そして、この係合凹溝５５内に前記ナット保持部５３を構成する合成樹脂の一部を進入させている。又、このナット保持部５３（前記厚肉部５０）の軸方向内端面と前記ナット３７の軸方向内端面とは、同一仮想平面上に位置している。

尚、本例の場合、前記ナット３７を、軸方向に貫通しない構造（袋ナット）としている為、インサート成形時に、このナット３７を、雄ねじ部と螺合させずに済み、インサート成形の作業性を向上できる。一方、ナットを、軸方向に貫通した構造とした場合には、このナットの内側に合成樹脂が入り込まない様に、雄ねじ部と螺合した状態で、インサート成形を行う。又、前記ナット３７の固定方法は、インサート成形に限らず、例えば圧入等、従来から知られた各種方法を採用できる。

上述の様な構成を有する本例の軸受キャップ３３は、前記嵌合筒部３８のうちの小径筒部４０（円筒部４３）を前記外輪２の軸方向内端部に締り嵌めで内嵌固定する事により、この外輪２の軸方向内端開口を塞ぐ状態で、この外輪２の軸方向内端部に装着される。又、この状態で、前記段差面４２を、この外輪２の軸方向内端面に突き当てる事により、この外輪２に対する前記軸受キャップ３３の軸方向に関する位置決めが図られる。これと共に、前記Ｏリング３６を、この外輪２の軸方向内端面と前記外向フランジ部４４の軸方向外側面との間で弾性的に圧縮する事により、これら両側面同士の間部分がシールされる。そして、前記底板部３９を構成する前記仕切板部５２の軸方向外側面が、前記エンコーダ１３ａの被検出面３２に対し近接対向する。

そして、本例の場合には、上述の様な構成を有する軸受キャップ３３に対し、前記センサホルダ４６を、次の様にして支持固定する。即ち、このセンサホルダ４６を構成する棒状のホルダ本体部４８の先端部及び中間部を、前記ホルダ挿入孔５１の内側にがたつきなく配置（挿入）する。そして、前記ホルダ本体部４８の基端寄り部分に設けた取付フランジ部４９の軸方向外側面を、前記厚肉部５０の軸方向内側面に当接させる。更に、この状態で、この取付フランジ部４９に設けた通孔５６に、図示しないボルトを挿通させ、このボルトの先端部に設けた雄ねじ部を、前記ナット３７の雌ねじ部５４に螺合させ、更に締め付ける。これにより、前記エンコーダ１３ａの被検出面３２に対し、前記ホルダ本体部４８の先端部に包埋したセンサ４７を、前記仕切板部５２を介して軸方向に近接対向させる。尚、本例の場合には、前記底板部３９のうちで、前記仕切板部５２の軸方向の肉厚が、その周囲部分の軸方向の肉厚よりも十分に小さくなっている為、その分、前記被検出面３２と前記センサ４７との軸方向の対向間隔を小さくする事ができる。この結果、このセンサ４７の出力を高める事ができる。

上述の様な構成を有する本例の回転速度検出装置付きの転がり軸受ユニット１ａの場合にも、前述した従来構造の場合と同様に、従動輪である車輪を懸架装置に対して回転自在に支持できると共に、この車輪の回転速度を検出する事ができる。この為、ＡＢＳやＴＣＳを適切に制御できる。

特に、本例の場合には、前記キャップ本体３４を射出成形する際の成形収縮、及び、前記転がり軸受ユニット１ａの内部空間の圧力変化に起因する、前記底板部３９を構成する仕切板部５２に加わる引っ張り応力を低く抑えられる。
即ち、本例の場合、自由状態で、前記仕切板部５２は、軸方向外側面が球状凸面となり、軸方向内側面（前記底面）が球状凹面となった、部分球殻状に構成されている。この為、前記キャップ本体３４を射出成形する際に、前記底板部３９のうち、前記仕切板部５２がその周辺部分よりも先に固化し、後からこの周辺部分が固化する事で、この周辺部分の成形収縮（固化による収縮）に伴って、前記仕切板部５２の外周縁部に外径側に向く引っ張り力が加わった場合にも、この仕切板部５２が、自身の軸方向両側面の曲率を小さくする（曲率半径を大きくする）方向に弾性変形する事により、この仕切板部５２に加わる引っ張り応力を低く抑えられる。又、前記転がり軸受ユニット１ａの内部空間は、前記シールリング７と前記軸受キャップ３３とにより密封されている為、この内部空間で温度変化に伴う圧力変化（正圧又は負圧）が生じると、この正圧又は負圧による力が、前記仕切板部５２に加わる。この場合にも、この仕切板部５２が、自身の軸方向両側面の曲率（曲率半径）を変化させる方向に弾性変形する事により、この仕切板部５２に加わる引っ張り応力を低く抑えられる。従って、本例の場合には、この仕切板部５２の耐久性を向上させる事ができる。

尚、上述の様な成形収縮及び圧力変化に起因して、前記仕切板部５２の軸方向両側面の曲率（曲率半径）が変化しても、この仕切板部５２の軸方向両側面の軸方向位置は殆ど変化しない。この為、使用時に、上述の様な圧力変化に起因して、前記仕切板部５２の軸方向両側面の曲率（曲率半径）が変化した場合でも、この仕切板部５２の軸方向内側面が、前記ホルダ本体部４８の先端面を強く押圧すると言った様な不都合が生じる事はない。

又、図１、２、４では、前記仕切板部５２の軸方向両側面の曲率（この曲率に関連する量である、図４の軸方向寸法Ｌ₅₂）を誇張して大きく描いているが、例えば、前記仕切板部５２の直径寸法Ｄ₅₂が、８〜１３ｍｍ程度である場合、前記引っ張り応力を低減する目的を達成する為には、前記軸方向寸法Ｌ₅₂は、０．１５ｍｍもあれば十分である。但し、この場合に、この軸方向寸法Ｌ₅₂を小さくし過ぎると、前記引っ張り応力の低減目的を実質的に達成できなくなる為、前記軸方向寸法Ｌ₅₂は、最低でも０．０５ｍｍは確保する必要がある。

［実施の形態の第２例］
本発明の実施の形態の第２例に就いて、図５を参照しつつ説明する。本例は、前述した実施の形態の第１例の変形例であり、その特徴は、軸受キャップ３３ａの底板部３９ａを構成する仕切板部５２ａの周辺部分の構造にある。即ち、本例の場合には、この仕切板部５２ａの外周縁部を、前記底板部３９ａの軸方向外側面のうち、この仕切板部５２ａの周囲部分に対して軸方向内側に凹入（オフセット）した部分に配置している。これと共に、自由状態で、前記仕切板部５２ａの軸方向外側面を、前記底板部３９ａの軸方向外側面のうち、この仕切板部５２ａの周囲部分よりも軸方向外側に突出させない様にしている。本例の場合、具体的には、この仕切板部５２ａの軸方向外側面の中央部（頂部）を、前記底板部３９ａの軸方向外側面のうち、この仕切板部５２ａの周囲部分と同一の仮想平面上に配置している。そして、本例の場合、前記底板部３９ａの軸方向外側面のうち、この仕切板部５２ａの周囲部分｛径方向に関してこの仕切板部５２ａの内側に隣接する部分と外側に隣接する部分とのうちの少なくとも一方（図示の例では、双方）の部分を含む｝に対して、エンコーダ１３ａの被検出面３２を軸方向に対向させている。そして、この様な構成を採用する事により、前記底板部３９ａの軸方向外側面のうち前記仕切板部５２ａから外れた部分（平面部）と前記被検出面３２との、軸方向に関する対向間隔δの管理をし易くしている。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第１例の場合と同様である。

［実施の形態の第３例］
本発明の実施の形態の第３例に就いて、図６を参照しつつ説明する。本例は、前述した実施の形態の第１例の変形例であり、その特徴は、軸受キャップ３３ｂの底板部３９ｂを構成する仕切板部５２ｂの周辺部分の構造にある。即ち、本例の場合には、前記底板部３９ｂの軸方向内側面のうち、前記仕切板部５２ｂの周囲部分に、軸方向外側に突出する状態で円筒形の筒状部５７を設けると共に、この筒状部５７の軸方向外端部に前記仕切板部５２ｂの外周縁部を結合している。そして、この筒状部５７の径方向の肉厚を、この仕切板部５２ｂの軸方向の肉厚に近づけて小さくする事により、前記底板部３９ｂのうちでこの仕切板部５２の周囲部分の成形収縮に起因する、この仕切板部５２ｂに加わる引っ張り応力を、より小さく抑えられる様にしている。尚、前記筒状部５７の形状である円筒形は、転がり軸受ユニットの内部空間の圧力変化に対して変形しにくい形状である。この為、本例の場合も、この圧力変化が生じた際に、前記仕切板部５２ｂは、自身の軸方向両側面の曲率（曲率半径）を変化させる様に弾性変形する。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第１例の場合と同様である。

上述した実施の形態の各例では、軸受キャップを、合成樹脂製のキャップ本体と、金属製の金属環等、合成樹脂以外の材料から造られた部材を組み合わせた構造を例に挙げて説明したが、本発明の軸受キャップは、その全体が合成樹脂から造られていても良い。又、前記実施の形態の各例では、本発明の転がり軸受ユニットを、車輪支持用の転がり軸受ユニットに適用した場合に就いて説明したが、本発明の転がり軸受ユニットは、この様な用途に限定されず、例えば工作機械等、種々の用途に適用する事ができる。
又、本発明を実施する場合、軸受キャップの底板部を構成する仕切板部の自由状態での形状としては、軸方向外側面が凸曲面となり、軸方向内側面が凹曲面となる様に湾曲した形状に限らず、軸方向内側面が凸曲面となり、軸方向外側面が凹曲面となる様に湾曲した形状を採用する事もできる。
又、センサホルダを構成するホルダ本体部の先端面の形状は、軸方向に対して直交する平面に限らず、前記仕切板部の軸方向内側面とほぼ合致する形状（凸曲面又は凹曲面）にする事もできる。

１、１ａ 転がり軸受ユニット
２ 外輪
３ ハブ
４ 転動体
５ 固定側フランジ
６ 回転側フランジ
７ シールリング
８、８ａ 軸受キャップ
９、９ａ キャップ本体
１０、１０ａ 金属環
１１、１１ａ 嵌合筒部
１２、１２ａ 底板部
１３、１３ａ エンコーダ
１４、１４ａ センサホルダ
１５、１５ａ ホルダ挿入孔
１６ ボルト挿通孔
１７、１７ａ ナット
１８、１８ａ ホルダ本体部
１９、１９ａ 取付フランジ部
２０ ボルト
２１ ホルダ支持部
２２ 仕切板部
２３ａ、２３ｂ 外輪軌道
２４ ハブ本体
２５ 内輪
２６ かしめ部
２７ａ、２７ｂ 内輪軌道
２８ 支持環
２９ エンコーダ本体
３０ 支持円筒部
３１ 支持円輪部
３２ 被検出面
３３、３３ａ、３３ｂ 軸受キャップ
３４ キャップ本体
３５ 金属環
３６ Ｏリング
３７ ナット
３８ 嵌合筒部
３９、３９ａ、３９ｂ 底板部
４０ 小径筒部
４１ 大径筒部
４２ 段差面
４３ 円筒部
４４ 外向フランジ部
４５ センサユニット
４６ センサホルダ
４７ センサ
４８ ホルダ本体部
４９ 取付フランジ部
５０ 厚肉部
５１ ホルダ挿入孔
５２、５２ａ、５２ｂ 仕切板部
５３ ナット保持部
５４ 雌ねじ部
５５ 係合凹溝
５６ 通孔
５７ 筒状部

Claims (2)

1. 軸方向内端部にエンコーダを支持したハブを、その内径側に複数個の転動体を介して回転自在に支持した外輪の軸方向内端開口を塞ぐ状態で、この外輪の軸方向内端部に装着されると共に、その一部にセンサホルダが支持固定される、軸受キャップであって、
   この軸受キャップは、前記外輪の軸方向内端部に嵌合固定される嵌合筒部と、この嵌合筒部の軸方向一部から径方向内方に伸長する状態で設けられた底板部とを備え、少なくともこの底板部が合成樹脂を射出成形する事により造られたものであり、
   前記底板部のうちで、軸方向に関して前記エンコーダの一部と対向する部分に、前記センサホルダを構成する棒状のホルダ本体部のうちで内部にセンサを保持した先端部を挿入する為の、軸方向内側面側のみが開口した有底のホルダ挿入孔が設けられており、
   前記底板部のうちで、このホルダ挿入孔の底面をその軸方向内側面とし且つ軸方向に関して前記エンコーダと前記センサとの間を仕切る部分である仕切板部の軸方向の肉厚が、この仕切板部の周囲部分の軸方向の肉厚に比べて小さくなっていると共に、自由状態で、この仕切板部が、軸方向片側面が凸曲面となり、軸方向他側面が凹曲面となる様に湾曲した形状を有している
   事を特徴とする軸受キャップ。
2. 内周面に外輪軌道を有し、使用時にも回転しない外輪と、外周面に内輪軌道を有し、使用時に回転するハブと、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、このハブの軸方向内端部にこのハブと同心に支持固定され、その特性を円周方向に関して交互に且つ等ピッチで変化させたエンコーダと、前記外輪の軸方向内端開口を塞ぐ状態で、この外輪の軸方向内端部に装着されると共に、その一部にセンサホルダが支持固定される軸受キャップと、を備えた転がり軸受ユニットであって、この軸受キャップが、請求項１に記載した軸受キャップである事を特徴とする転がり軸受ユニット。

Images