【実施例1】
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【実施例2】
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。