WO2009119036A1 - 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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Abstract

【課題】保護カバーによって磁気エンコーダを軸受外方から遮蔽して保護すると共に、保護カバーを固定して移動を防止し、回転速度検出の信頼性を向上させた回転速度検出装置付き車輪用軸受装置を提供する。 【解決手段】外方部材2に保護カバー19が装着され、この保護カバー19が非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼鈑からプレス加工によって断面略L字状に形成され、軸方向に延びる複数のスリット24が形成された円筒状の嵌合部19aと、これから径方向内方に延びる円板状の遮蔽部19bとを有し、外方部材2と内輪5との開口部を閉塞すると共に、外方部材2の端部外周に断面V字形の環状溝20が形成され、嵌合部19aに内径側に突出する断面V字形の係止部21が形成されて環状溝20に係合し、遮蔽部19bが外方部材2の端面2cに密着した状態で、保護カバー19が外方部材2に位置決め固定されている。

Description

回転速度検出装置付き車輪用軸受装置
 本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承すると共に、この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、車輪の回転速度を検出し、アンチロックブレーキシステム(ABS)を制御する回転速度検出装置が軸受内部に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ている。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。
 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13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、外方部材50と内方部材51と、これら外方部材50と内方部材51との間に収容される複数のボール52と、外方部材50と内方部材51を構成する内輪53との間に形成される環状空間の開口部を密封するシール装置54とを備えている。内方部材51は、ハブ輪55と、このハブ輪55に圧入された内輪53とからなり、この内輪53は加締部56によって軸方向に固定されている。
 シール装置54は、外方部材50と内輪53にそれぞれ装着された環状のシール板57とスリンガ58とからなる。シール板57は、外方部材50に内嵌される断面L字状の芯金59と、この芯金59に加硫接着により一体に接合されたシール部材60とからなる。一方、スリンガ58は、内輪53に外嵌される円筒部58aと、この円筒部58aから径方向外方に延びる立板部58bとからなり、断面L字状に形成されてシール板57に対向配置されている。
 シール部材60は、スリンガ58の立板部58bに摺接するサイドリップ60aと、円筒部58aに摺接する一対のラジアルリップ60b、60cとを有している。そして、立板部58bの外方側の側面に、磁性体粉が混入された弾性部材61が加硫接着されている。この弾性部材61は、周方向に交互に磁極N、Sが等間隔ピッチに着磁されて磁気エンコーダを構成している。
 弾性部材61に対して所定のエアギャップGをもって対峙する非磁性体製の保護カバー62が配置されている。この保護カバー62は、外方部材50の端部外径に圧入される円筒状の嵌合部62aと、この嵌合部62aから径方向内方に延びる側板部62bとからなる断面L字状に形成されている。側板部62bは内輪53の端面に対面する位置まで延ばされ、内輪53との間にラビリンスすきま63が形成されている。車輪の回転速度は弾性部材61から保護カバー62を介して磁気センサ64で検出される。
 保護カバー62は非磁性体製であるため、磁束の流れ経路に影響せず、磁気センサ64による回転速度検出の精度低下の問題がない。したがって、弾性部材61と磁気センサ64とのすきまに異物が噛み込むのを防止して弾性部材61が損傷するのを確実に防止することができる。
特開2002-267680号公報
 然しながら、こうした従来の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置のように、保護カバー62が外方部材50の外径に圧入固定されているだけの場合、車両走行時の振動だけでなく、外方部材50に負荷されるモーメント荷重により繰り返し変形が生じ、保護カバー62の嵌合部62aが微動して軸方向に移動する恐れがある。こうした保護カバー62の移動によって内輪53の端面と保護カバー62の側板部62bとの間に設定されたラビリンスすきま63が大きくなって弾性部材61と保護カバー62との間に異物が噛み込み、弾性部材61が損傷するだけでなく、保護カバー62が磁気センサ64に干渉して磁気センサ64が損傷する恐れがある。
 本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、保護カバーによって磁気エンコーダを軸受外方から遮蔽して保護すると共に、保護カバーを固定して移動を防止し、回転速度検出の信頼性を向上させ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している。
 係る目的を達成すべく、本発明は、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で形成される環状空間の開口部に装着されたシールと、前記内輪に配設された磁気エンコーダと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、前記外方部材のインナー側の端部に保護カバーが装着され、この保護カバーが非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼鈑からプレス加工によって形成され、前記外方部材に外嵌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を有し、前記磁気エンコーダを遮蔽するように前記外方部材と内輪との開口部を閉塞すると共に、前記外方部材の端部外周に環状溝が形成され、前記保護カバーの嵌合部にその内径側に突出する係止部が形成されて前記環状溝に係合し、前記遮蔽部が前記外方部材のインナー側の端面に密着した状態で、当該保護カバー部材が前記外方部材に対して軸方向に位置決め固定されている。・・・請求項1
 このように、内輪回転タイプの回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、外方部材のインナー側の端部に保護カバーが装着され、この保護カバーが非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼鈑からプレス加工によって形成され、外方部材に外嵌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を有し、磁気エンコーダを遮蔽するように外方部材と内輪との開口部を閉塞すると共に、外方部材の端部外周に環状溝が形成され、保護カバーの嵌合部にその内径側に突出する係止部が形成されて環状溝に係合し、遮蔽部が外方部材のインナー側の端面に密着した状態で、当該保護カバー部材が外方部材に対して軸方向に位置決め固定されているので、磁束の流れ経路に影響せず、磁気センサによる回転速度検出の精度低下の問題がなく、磁気エンコーダと磁気センサとのすきまに異物が噛み込むのを防止して磁気エンコーダが異物の噛み込みによって損傷するのを確実に防止することができると共に、車両走行時の振動や外方部材に負荷されるモーメント荷重により繰り返し変形が生じて嵌合部が微動しても保護カバーが軸方向に移動するのを防止して回転速度検出の信頼性を向上させ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。
 好ましくは、本発明のように、前記保護カバーの嵌合部に軸方向に延びる複数のスリットが形成されていれば、嵌合部に係止部が形成されていても外方部材に保護カバーを容易に圧入することができ装着性が格段に向上する。・・・請求項2
 また、本発明のように、前記環状溝が断面略V字形に形成されると共に、この環状溝に対応するように前記係止部が断面略V字形に形成されていても良い。・・・請求項3
 また、本発明のように、前記係止部が切り起し加工によって形成され、前記嵌合部の周方向に複数形成されていれば、係止部を弾性変形させながら保護カバーを外方部材に容易に圧入することができ、保護カバーの装着性が向上すると共に、係止部が確実に環状溝に係合することができ、保護カバーの抜け耐力が格段に高くなる。・・・請求項4
 好ましくは、本発明のように、前記環状溝のインナー側の壁面が垂直または傾斜角が前記係止部の先端面と略同一角度に設定されていれば、係止部の先端が確実に環状溝に引っ掛かると共に、保護カバーに大きな抜け力が作用しても、係止部には径方向内方に作用する分力が発生し、保護カバーの抜け耐力を一層高くすることができる。・・・請求項5
 また、本発明のように、前記保護カバーの嵌合部が前記外方部材のインナー側の端部外周に圧入された後、当該嵌合部の端部を外径側から前記環状溝に向って塑性変形させて加締部が形成されていれば、車両走行時の振動や外方部材に負荷されるモーメント荷重により繰り返し変形が生じて嵌合部が微動しても保護カバーが軸方向に移動するのを防止することができる。・・・請求項6
 また、本発明のように、前記環状溝が断面略台形に形成されると共に、前記嵌合部の端縁を外径側から前記環状溝に向って塑性変形させて加締部が形成されていても良い。・・・請求項7
 また、本発明のように、前記加締部が前記嵌合部の周方向等配に複数形成されていても良い。・・・請求項8
 また、本発明のように、前記加締部がローリング加締によって前記嵌合部の全周に形成されていても良い。これにより、保護カバーの抜け耐力を一層増大させることができる。・・・請求項9
 また、本発明のように、前記遮蔽部の内径が前記磁気エンコーダの内径よりも小径に設定され、前記遮蔽部の内径端部が前記内輪の大端面に僅かな軸方向すきまを介して対峙されてラビリンスシールが形成されていれば、砂や金属片等の異物が遮蔽部の内径端部を通過して検出部に侵入するのを防止し、検出部で異物が磁気エンコーダに噛み込んで損傷させるのを確実に防止することができる。・・・請求項10
 また、本発明のように、前記遮蔽部の内径端部にシールリップが加硫接着によって一体に接合され、その先端が前記内輪の大端面に所定のシメシロを介して軸方向に摺接されていれば、砂や金属片等の異物が遮蔽部と内輪との間から検出部に侵入するのを確実に防止することができる。・・・請求項11
 また、本発明のように、前記遮蔽部から前記内方部材のインナー側の端部を閉塞する底部が形成されていれば、砂や金属片等の異物が検出部に侵入するのを確実に防止することができると共に、インナー側のシールを廃止してもグリースの漏洩を防止することができ、低コスト化を図ることができる。・・・請求項12
 また、本発明のように、前記保護カバーを介して前記外方部材が前記ナックルに嵌合されていれば、アルミ合金等の軽合金製からなるナックルとの組合せの場合、外方部材に特殊な表面処理等を施さなくても、異種金属の組み合せによるガルバニック腐食によってナックルが早期に電食を起こすのを防止することができる。・・・請求項13
 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で形成される環状空間の開口部に装着されたシールと、前記内輪に配設された磁気エンコーダと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、前記外方部材のインナー側の端部に保護カバーが装着され、この保護カバーが非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼鈑からプレス加工によって形成され、前記外方部材に外嵌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を有し、前記磁気エンコーダを遮蔽するように前記外方部材と内輪との開口部を閉塞すると共に、前記外方部材の端部外周に環状溝が形成され、前記保護カバーの嵌合部にその内径側に突出する係止部が形成されて前記環状溝に係合し、前記遮蔽部が前記外方部材のインナー側の端面に密着した状態で、当該保護カバー部材が前記外方部材に対して軸方向に位置決め固定されているので、磁束の流れ経路に影響せず、磁気センサによる回転速度検出の精度低下の問題がなく、磁気エンコーダと磁気センサとのすきまに異物が噛み込むのを防止して磁気エンコーダが異物の噛み込みによって損傷するのを確実に防止することができると共に、車両走行時の振動や外方部材に負荷されるモーメント荷重により繰り返し変形が生じて嵌合部が微動しても保護カバーが軸方向に移動するのを防止して回転速度検出の信頼性を向上させ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。
 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に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の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に対向する他方の内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この前記内方部材と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、前記外方部材と内方部材とで形成される環状空間の開口部に装着されたシールと、前記内輪に配設された磁気エンコーダと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、前記外方部材のインナー側の端部に保護カバーが装着され、この保護カバーが非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼鈑からプレス加工によって断面が略L字状に形成され、軸方向に延びる複数のスリットが形成されて前記外方部材に外嵌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を有し、前記磁気エンコーダを遮蔽するように前記外方部材と内輪との開口部を閉塞すると共に、前記外方部材の端部外周に断面がV字形の環状溝が形成され、前記保護カバーの嵌合部にその内径側に突出する断面がV字形の係止部が形成されて前記環状溝に係合し、前記遮蔽部が前記外方部材のインナー側の端面に密着した状態で、当該保護カバーが前記外方部材に対して軸方向に位置決め固定されている。
 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(a)は、図1のA部を示す要部拡大図、(b)は、(a)の保護カバーを示す平面図、図3は、図2(a)の変形例を示す要部拡大図、図4(a)は、他の変形例を示す要部拡大図、(b)は、(a)の保護カバーを示す縦断面図、図5(a)は、図4(a)の保護カバーの嵌合部を示す拡大図、(b)は、(a)の変形例を示す拡大図、(c)は、(a)の他の変形例を示す拡大図である。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第3世代と称される駆動輪用であって、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。
 外方部材2はS53C等の炭素0.40~0.80wt%を含む中高炭素鋼からなり、外周にナックル(図示せず)に取り付けるための車体取付フランジ2bを一体に有し、内周に複列の外側転走面2a、2aが一体に形成されている。これら複列の外側転走面2a、2aは、高周波焼入れによって表面硬さを54~64HRCの範囲に硬化層が形成されている。
 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、この車輪取付フランジ6の円周等配位置にハブボルト6aが植設されている。また、外周に前記複列の外側転走面2a、2aの一方(アウター側)に対向する内側転走面4aと、この内側転走面4aから軸方向に延びる円筒状の小径段部4bが形成されると共に、内周にトルク伝達用のセレーション4cが形成されている。一方、内輪5は外周に前記複列の外側転走面2a、2aの他方(インナー側)に対向する内側転走面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、ハブ輪4の小径段部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内輪5が軸方向に固定されている。
 外方部材2の複列の外側転走面2a、2aと、これらに対向する複列の内側転走面4a、5a間には複列の転動体3、3がそれぞれ収容され、保持器8、8によって転動自在に保持されている。また、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開口部にはシール9、10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。なお、ここでは、転動体3にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず、転動体3に円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受であっても良い。また、ここでは、ハブ輪4の外周に直接内側転走面4aが形成された第3世代構造を例示したが、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第2世代構造であっても良い。
 ハブ輪4はS53C等の炭素0.40~0.80wt%を含む中高炭素鋼からなり、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54~64HRCの範囲に硬化処理が施されている。なお、加締部7は鍛造加工後の表面硬さのままとされている。これにより、加締加工が容易となり、加工時の微小クラックの発生を防止すると共に、シール9が摺接するシールランド部となる基部6bの耐摩耗性が向上するばかりでなく、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、ハブ輪4の耐久性が向上する。なお、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。
 シール9、10のうち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、冷間圧延鋼鈑(JIS規格のSPCC系等)をプレス加工にて形成されている。
 一方、シール部材12はニトリルゴム等の合成ゴムからなり、加硫接着によって芯金11に一体に接合されている。このシール部材12は、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に所定のシメシロをもって摺接するサイドリップ12aと、断面が円弧状に形成された基部6bに所定のシメシロをもって摺接するラジアルリップ12bと、軸受内方側に傾斜して形成されたグリースリップ12cとを有している。
 また、インナー側のシール10は、図2(a)に拡大して示すように、互いに対向配置された環状のシール板13とスリンガ14とからなる、所謂パックシールで構成されている。シール板13は外方部材2に装着された芯金15と、この芯金15に加硫接着により一体に接合されたシール部材16とからなる。芯金15は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系等)や防錆処理された冷間圧延鋼鈑(JIS規格のSPCC系等)等の防錆能を有する鋼板からプレス加工にて断面略L字状に形成されている。
 シール部材16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延びるサイドリップ16aと、二股状に形成されたグリースリップ16bと中間リップ16cとを一体に有している。
 一方、スリンガ14は断面略L字状に形成され、内輪5の外径に圧入される円筒部14aと、この円筒部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、シール部材16のサイドリップ16aが立板部14bに所定のシメシロをもって摺接されると共に、また、グリースリップ16bと中間リップ16cが所定のシメシロをもって円筒部14aに摺接されている。さらに、スリンガ14における立板部14bは、シール板13と僅かな径方向すきまを介して対峙され、ラビリンスシール17が構成されている。
 また、立板部14bのインナー側の側面には、合成ゴムにフェライト等の磁性体粉が混入された磁気エンコーダ18が加硫接着等によって一体に接合されている。この磁気エンコーダ18は、周方向に交互に等ピッチで磁極N、Sが着磁され、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。
 スリンガ14は、強磁性体の鋼板、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)からプレス加工にて形成されている。これにより、スリンガ14が発錆するのを防止すると共に、磁気エンコーダ18の磁気出力が強くなり安定した検出精度を確保することができる。
 外方部材2のインナー側の端部に保護カバー19が装着されている。この保護カバー19は、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系)からプレス加工によって断面略L字状に形成され、外方部材2の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部19aと、この嵌合部19aから径方向内方に延びる円板状の遮蔽部19bとを有している。また、遮蔽部19bの内径φd1が磁気エンコーダ18の内径φd2よりも小径に設定され、遮蔽部19bの内径端部が内輪5の大端面5bに僅かな軸方向すきまを介して対峙され、ラビリンスシール23が形成されている。これにより、砂や金属片等の異物が遮蔽部19bの内径端部を通過して検出部に侵入するのを防止し、検出部で異物が磁気エンコーダ18に噛み込んで損傷させるのを確実に防止することができる。
 ここで、外方部材2の端部外周に断面が略V字形の環状溝20が形成されている。また、保護カバー19の嵌合部19aにはその内径側に突出する断面が略V字形の係止部21が形成されている。そして、保護カバー部材19の遮蔽部19bが外方部材2のインナー側の端面2cに密着した状態で係止部21が環状溝20に係合し、保護カバー19が外方部材2に対して軸方向に位置決め固定されている。
 さらに、図2(b)に示すように、本実施形態では、保護カバー19の嵌合部19aに周方向等配に軸方向に延びる複数のスリット24が形成されている。このスリット24により、嵌合部19aに係止部21が形成されていても外方部材2に保護カバー19を容易に圧入することができ装着性が格段に向上する。
 このように、本実施形態では、磁気エンコーダ18を遮蔽するように外方部材2と内輪5との開口部を閉塞すると共に、この遮蔽部19bのインナー側に磁気センサ22が配設され、当該保護カバー19を介して磁気エンコーダ18が所定の軸方向すきま(エアギャップ)を介して対峙されているので、磁束の流れ経路に影響せず、磁気センサ22による回転速度検出の精度低下の問題がない。したがって、遮蔽部19bと内輪5との間のラビリンスシール23と相俟って、磁気エンコーダ18と磁気センサ22とのすきまに異物が噛み込むのを防止して磁気エンコーダ18が異物の噛み込みによって損傷するのを確実に防止することができると共に、車両走行時の振動や外方部材2に負荷されるモーメント荷重により繰り返し変形が生じて嵌合部19aが微動しても保護カバー19が軸方向に移動することはない。
 なお、磁気センサ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と、この磁気検出素子の出力波形を整える波形成形回路が組み込まれたICとからなる。また、ここでは磁気エンコーダ18をゴム製としたものを例示したが、これに限らず、例えば、ゴムに変えて合成樹脂製やフェライト等からなる強磁性体粉を金属バインダーで固めた燒結金属製であっても良い。
 さらに、本実施形態では、前述した特徴の他に以下の特徴を備えている。すなわち、保護カバー19が非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼鈑で形成され、この保護カバー19を介して外方部材2がナックルに嵌合されるので、保護カバー19の発錆を防止すると共に、アルミ合金等の軽合金製からなるナックルとの組合せの場合、外方部材2に特殊な表面処理等を施さなくても、異種金属の組み合せによる腐食、すなわち、鋼製の外方部材2と軽合金製のナックルが、お互い接触させた状態で2種の金属が腐食環境に曝されたた場合、電位差の低い方の金属(この場合、軽合金製のナックル)はアノード(陽極)となって早期に腐食を起こす、所謂、ガルバニック腐食によって、ナックルが早期に電食を起こすのを防止することができる。
 次に、図2(a)の変形例を図3に示す。この変形例は保護カバーの構成が一部異なるだけで、その他前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
 この保護カバー25は、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系)からプレス加工によって断面略L字状に形成され、外方部材2の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部19aと、この嵌合部19aから径方向内方に延びる円板状の遮蔽部25aとを有している。そして、この遮蔽部25aの内径端部にシールリップ26が加硫接着によって一体に接合されている。
 このシールリップ26はNBR等の合成ゴムからなり、その先端は内輪5の大端面5bに所定のシメシロを介して軸方向に摺接されている。これにより、砂や金属片等の異物が遮蔽部25aと内輪5との間から検出部に侵入するのを確実に防止することができる。
 図2(a)の他の変形例を図4(a)に示す。この変形例は保護カバーの構成が一部異なるだけで、その他前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
 この保護カバー27は、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系)からプレス加工によって断面略L字状に形成され、外方部材2の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部27aと、この嵌合部27aから径方向内方に延びる円板状の遮蔽部19bとを有している。
 ここで、外方部材2の端部外周に環状溝28が形成されている。また、保護カバー27の嵌合部27aにはその内径側に突出する係止部29が形成されている。そして、保護カバー部材27の遮蔽部19bが外方部材2のインナー側の端面2cに密着した状態で係止部29が環状溝28に係合し、保護カバー27が外方部材2に対して軸方向に位置決め固定されている。
 図4(b)に示すように、保護カバー27の係止部29は切り起し加工によって形成され、嵌合部27aの周方向等配に複数形成されている。これにより、係止部29を弾性変形させながら保護カバー27を外方部材2に容易に圧入することができ、保護カバー27の装着性が向上する。さらに、図5(a)に示すように、環状溝28は、その断面が略台形に形成されているので、保護カバー27の圧入過程で係止部29が環状溝28に一致した時、環状溝28内で係止部29が容易に弾性復元することができると共に、この係止部29が確実に環状溝28に係合することができ、保護カバー27の抜け耐力が格段に高くなる。
 なお、外方部材2に形成される環状溝の形状はこれに限らず、(b)および(c)に示すような形状であっても良い。すなわち、(b)に示す環状溝30は、(a)に示す略台形のインナー側の壁面が垂直に形成されている。また、(c)に示す環状溝31は、(a)に示す略台形のアウター側の壁面が垂直に形成されると共に、インナー側の壁面の傾斜角αが係止部29の先端面と略同一角度に設定されている。こうした形状に環状溝30、31を形成することにより、係止部29の先端が確実に環状溝30、31に引っ掛かると共に、保護カバー27に大きな抜け力が作用しても、係止部29には径方向内方に作用する分力が発生し、保護カバー27の抜け耐力を一層高くすることができる。
 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2の実施形態を示す縦断面図、図7は、図6のB部を示す要部拡大図である。なお、この実施形態は、前述した実施形態を従動輪側に適用したもので、その他前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
 この回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は、外方部材2と、ハブ輪32、およびこのハブ輪32に所定のシメシロを介して圧入された内輪5からなる内方部材33と、両部材2、33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。
 ハブ輪32は、アウター側の端部に車輪取付フランジ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円筒状の小径段部4bが形成されている。内輪5はこの小径段部4bに所定のシメシロを介して圧入され、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32はS53C等の炭素0.40~0.80wt%を含む中高炭素鋼からなり、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54~64HRCの範囲に硬化処理が施されている。
 外方部材2のインナー側の端部には保護カバー34が装着されている。この保護カバー34は、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系)からプレス加工によってカップ状に形成され、図7に拡大して示すように、外方部材2の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部19aと、この嵌合部19aから径方向内方に延びる円板状の遮蔽部19bと、この遮蔽部19bから内方部材33のインナー側の端部を閉塞する底部34aとを有している。これにより、砂や金属片等の異物が検出部に侵入するのを確実に防止することができると共に、インナー側のシール10を構成するシール板13を廃止してもグリースの漏洩を防止することができ、低コスト化を図ることができる。
 ここで、前述した第1の実施形態と同様、外方部材2の端部外周に断面が略V字形の環状溝20が形成され、保護カバー34の嵌合部19aに形成された係止部21が係合されている。これにより、保護カバー34が外方部材2に対して軸方向に位置決め固定され、車両走行時の振動や外方部材2に負荷されるモーメント荷重により繰り返し変形が生じて嵌合部19aが微動しても保護カバー34が軸方向に移動することはない。
 図8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の実施形態を示す縦断面図、図9(a)は、図8のC部を示す要部拡大図、(b)は、(a)の加締部の変形例を示す要部拡大図、図10は、図9(a)の他の変形例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1)と保護カバーの構成が一部異なるだけで、その他第1の実施形態と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。
 この回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は第3世代と称される駆動輪用であって、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。
 外方部材2のインナー側の端部に保護カバー35が装着されている。この保護カバー35は、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系)からプレス加工によって断面略L字状に形成され、図9に拡大して示すように、外方部材2の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部35aと、この嵌合部35aから径方向内方に延びる円板状の遮蔽部19bとを有している。
 ここで、保護カバー35の嵌合部35aが外方部材2のインナー側の端部外周に圧入された後、嵌合部35aの端部を外径側から加締治具(図示せず)によって環状溝20に向って塑性変形させ、周方向等配に複数の加締部(係止部)36が形成されている。そして、保護カバー35の遮蔽部19bが外方部材2のインナー側の端面2cに密着した状態で加締部36が環状溝20に係合し、保護カバー35が外方部材2に対して軸方向に位置決め固定されている。
 このように、本実施形態では、磁気エンコーダ18を遮蔽するように外方部材2と内輪5との開口部を閉塞すると共に、この遮蔽部19bのインナー側に磁気センサ22が配設され、当該保護カバー35を介して磁気エンコーダ18が所定の軸方向すきま(エアギャップ)を介して対峙されているので、磁束の流れ経路に影響せず、磁気センサ22による回転速度検出の精度低下の問題がない。したがって、遮蔽部19bと内輪5との間のラビリンスシール23と相俟って、磁気エンコーダ18と磁気センサ22とのすきまに異物が噛み込むのを防止して磁気エンコーダ18が異物の噛み込みによって損傷するのを確実に防止することができると共に、車両走行時の振動や外方部材2に負荷されるモーメント荷重により繰り返し変形が生じて嵌合部35aが微動しても保護カバー35が軸方向に移動することはない。
 さらに、本実施形態では、前述した特徴の他に以下の特徴を備えている。すなわち、保護カバー35が非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼鈑で形成され、この保護カバー35を介して外方部材2がナックルに嵌合されるので、保護カバー35の発錆を防止すると共に、アルミ合金等の軽合金製からなるナックルとの組合せの場合、外方部材2に特殊な表面処理等を施さなくても、異種金属の組み合せによる腐食、すなわち、鋼製の外方部材2と軽合金製のナックルが、お互い接触させた状態で2種の金属が腐食環境に曝されたた場合、電位差の低い方の金属(この場合、軽合金製のナックル)はアノード(陽極)となって早期に腐食を起こす、所謂、ガルバニック腐食によって、ナックルが早期に電食を起こすのを防止することができる。
 図9(b)に示すように、加締部37の形状を変更しても良い。すなわち、外方部材2の端部外周に断面が略台形の環状溝38が形成されると共に、保護カバー39の嵌合部39aが外方部材2のインナー側の端部外周に圧入された後、嵌合部39aの端縁を外径側から加締治具(図示せず)によって環状溝38に向って塑性変形させ、周方向等配に複数の加締部37が形成されていても良い。
 なお、ここでは、加締部36、37は、周方向等配に複数形成されたものを例示したが、これに限らず、ローリング加締によって嵌合部35a、39aの全周に形成しても良い。これにより、保護カバー35、39の抜け耐力を一層増大させることができる。
 次に、図9(a)の変形例を図10に示す。この変形例は保護カバーの構成が一部異なるだけで、その他前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
 この保護カバー40は、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系)からプレス加工によって断面略L字状に形成され、外方部材2の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部35aと、この嵌合部35aから径方向内方に延びる円板状の遮蔽部25aとを有している。そして、この遮蔽部25aの内径端部にシールリップ26が加硫接着によって一体に接合されている。
 このシールリップ26はNBR等の合成ゴムからなり、その先端は内輪5の大端面5bに所定のシメシロを介して軸方向に摺接されている。これにより、砂や金属片等の異物が遮蔽部25aと内輪5との間から検出部に侵入するのを確実に防止することができる。
 図11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の実施形態を示す縦断面図、図12は、図11のD部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3の実施形態(図8)を従動輪側に適用したもので、第2の実施形態(図7)と保護カバーの構成が一部異なるだけで、その他前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
 この回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は、外方部材2と、ハブ輪32、およびこのハブ輪32に所定のシメシロを介して圧入された内輪5からなる内方部材33と、両部材2、33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。
 外方部材2のインナー側の端部には保護カバー41が装着されている。この保護カバー41は、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系)からプレス加工によってカップ状に形成され、図12に拡大して示すように、外方部材2の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部35aと、この嵌合部35aから径方向内方に延びる円板状の遮蔽部19bと、この遮蔽部19bから内方部材33のインナー側の端部を閉塞する底部34aとを有している。これにより、砂や金属片等の異物が検出部に侵入するのを確実に防止することができると共に、インナー側のシール10を構成するシール板13を廃止してもグリースの漏洩を防止することができ、低コスト化を図ることができる。
 ここで、前述した実施形態と同様、外方部材2の端部外周に断面が略V字形の環状溝20が形成され、保護カバー41の嵌合部35aに形成された加締部36が係合されている。これにより、保護カバー41が外方部材2に対して軸方向に位置決め固定され、車両走行時の振動や外方部材2に負荷されるモーメント荷重により繰り返し変形が生じて嵌合部35aが微動しても保護カバー41が軸方向に移動することはない。
 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、内輪回転構造の第2または3世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。
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。 (a)は、図1のA部を示す要部拡大図である。 (b)は、(a)の保護カバーを示す平面図である。 図2(a)の変形例を示す要部拡大図である。 (a)は、図2(a)の他の変形例を示す要部拡大図である。 (b)は、(a)の保護カバーを示す縦断面図である。 (a)は、図4(a)の保護カバーの嵌合部を示す拡大図である。 (b)は、(a)の変形例を示す拡大図である。 (c)は、(a)の他の変形例を示す拡大図である。 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の実施形態を示す縦断面図である。 図6のB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き車輪用軸受装置の第3の実施形態を示す縦断面図である。 (a)は、図8のC部を示す要部拡大図である。 (b)は、(a)の加締部の変形例を示す要部拡大図である。 図9(a)の他の変形例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き車輪用軸受装置の第4の実施形態を示す縦断面図である。 図11のD部を示す要部拡大図である。 従来の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置を示す要部拡大図である。
符号の説明
1、33・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
2a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
2b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
2c・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・インナー側の端面
3・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
4、32・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
4a、5a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
4b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
4c・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・セレーション
5・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
5b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・大端面
6・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
6a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
6b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・インナー側の基部
7・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・加締部
8・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
9・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・アウター側のシール
10・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・インナー側のシール
11、15・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・芯金
12、16・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール部材
12a、16a・・・・・・・・・・・・・・・・・・サイドリップ
12b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ラジアルリップ
12c、16b・・・・・・・・・・・・・・・・・・グリースリップ
13・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール板
14・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・スリンガ
14a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・円筒部
14b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・立板部
16c・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・中間リップ
17、23・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ラビリンスシール
18・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・磁気エンコーダ
19、25、27、34、35、39、40、41・・保護カバー
19a、27a、35a、39a・・・・・・・・・・嵌合部
19b、25a・・・・・・・・・・・・・・・・・・遮蔽部
20、28、30、31、38・・・・・・・・・・・環状溝
21、29・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・係止部
22・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・磁気センサ
24・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・スリット
26・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シールリップ
34a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・底部
36、37・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・加締部
50・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
51・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
52・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ボール
53・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
54・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール装置
55・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
56・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・加締部
57・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール板
58・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・スリンガ
58a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・円筒部
58b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・立板部
59・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・芯金
60・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール部材
60a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・サイドリップ
60b、60c・・・・・・・・・・・・・・・・・・ラジアルリップ
61・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・弾性部材
62・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保護カバー
62a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
62b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・側板部
63・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ラビリンスすきま
64・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・磁気センサ
d1・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・遮蔽部の内径
d2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・磁気エンコーダの内径
G・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・エアギャップ
α・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・環状溝の壁面の傾斜角

Claims (13)

  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で形成される環状空間の開口部に装着されたシールと、
     前記内輪に配設された磁気エンコーダと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、
     前記外方部材のインナー側の端部に保護カバーが装着され、この保護カバーが非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼鈑からプレス加工によって形成され、前記外方部材に外嵌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を有し、前記磁気エンコーダを遮蔽するように前記外方部材と内輪との開口部を閉塞すると共に、前記外方部材の端部外周に環状溝が形成され、前記保護カバーの嵌合部にその内径側に突出する係止部が形成されて前記環状溝に係合し、前記遮蔽部が前記外方部材のインナー側の端面に密着した状態で、当該保護カバー部材が前記外方部材に対して軸方向に位置決め固定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.  前記保護カバーの嵌合部に軸方向に延びる複数のスリットが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.  前記環状溝が断面略V字形に形成されると共に、この環状溝に対応するように前記係止部が断面略V字形に形成されている請求項1または2に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  4.  前記係止部が切り起し加工によって形成され、前記嵌合部の周方向に複数形成されている請求項1または2に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  5.  前記環状溝のインナー側の壁面が垂直または傾斜角が前記係止部の先端面と略同一角度に設定されている請求項4に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  6.  前記保護カバーの嵌合部が前記外方部材のインナー側の端部外周に圧入された後、当該嵌合部の端部を外径側から前記環状溝に向って塑性変形させて加締部が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。
  7.  前記環状溝が断面略台形に形成されると共に、前記嵌合部の端縁を外径側から前記環状溝に向って塑性変形させて加締部が形成されている請求項6に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  8.  前記加締部が前記嵌合部の周方向等配に複数形成されている請求項6または7に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  9.  前記加締部がローリング加締によって前記嵌合部の全周に形成されている請求項6または7に記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  10.  前記遮蔽部の内径が前記磁気エンコーダの内径よりも小径に設定され、前記遮蔽部の内径端部が前記内輪の大端面に僅かな軸方向すきまを介して対峙されてラビリンスシールが形成されている請求項1乃至9いずれかに記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  11.  前記遮蔽部の内径端部にシールリップが加硫接着によって一体に接合され、その先端が前記内輪の大端面に所定のシメシロを介して軸方向に摺接されている請求項1乃至9いずれかに記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  12.  前記遮蔽部から前記内方部材のインナー側の端部を閉塞する底部が形成されている請求項1乃至9いずれかに記載の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置。
  13.  前記保護カバーを介して前記外方部材が前記ナックルに嵌合されている請求項1乃至12いずれか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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