【実施例】
【0025】
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一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(a)は、
図2の保護カバーの積層状態を示す説明図、(b)は、(a)の要部拡大図、(c)は、(b)の弾性部材の変形例を示す要部拡大図、
図4は、
図2の保護カバーの変形例で、(a)は、保護カバーの積層状態を示す説明図、(b)は、(a)の要部拡大図、
図5〜9は、
図2の保護カバーの他の変形例で、(a)は、保護カバーの積層状態を示す説明図、(b)は、(a)の要部拡大図、
図10、11は、
図9の保護カバーの変形例で、(a)は、保護カバーの積層状態を示す説明図、(b)は、(a)の要部拡大図である。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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受を構成している。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。
【0029】
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。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7の塑性加工をスムーズに行うことができる。
【0030】
また、内輪5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、また、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62〜67HRCの範囲で硬化処理されている。
【0031】
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。
【0032】
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シール9が装着されると共に、インナー側の開口部には保護カバー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。
【0033】
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。
【0034】
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(インナー側)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。
【0035】
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。
【0036】
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。ハブ輪4の外周に内側転走面4aが直接形成された第3世代と呼称される車輪用軸受装置を例示したが、本発明に係る車輪用軸受装置はこうした構造に限定されず、例えば、図示はしないがハブ輪の小径段部に一対の内輪が圧入された第1世代あるいは第2世代構造であっても良い。
【0037】
本実施形態では、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。
【0038】
支持環14は、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14bとを備えている。そして、この立板部14b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。
【0039】
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。
【0040】
ここで、外方部材2のインナー側の端部内周に保護カバー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。この保護カバー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。
【0041】
保護カバー10はカップ状に形成され、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。
【0042】
回転速度センサ16の検出部は、
図2に拡大して示すように、保護カバー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とは保護カバー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。
【0043】
本実施形態では、保護カバー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円筒状の嵌合面2cに金属嵌合される円筒部17と、この円筒部17から軸方向に延びる円筒状の縮径部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。
【0044】
ここで、弾性部材19は、保護カバー10の遮蔽部10bの側面からインナー側に突出して回転速度センサ16に干渉しないように接合されると共に、円筒部17の外径より径方向外方に突出する環状突起19aと、この環状突起19aの軸受外方側(インナー側)に径方向外方に傾斜して延びる接触リップ19bを備えている。そして、保護カバー10の嵌合時、外方部材2の嵌合面2cに弾性変形して圧着されると共に、接触リップ19bが外方部材2の内径端部に形成された面取り部2dに弾性接触して、所謂ハーフメタル構造をなしている。これにより、保護カバー10の圧入性の向上を図ると共に、弾性部材19が軸受外方側に押し出されて外方部材2の端面2eから膨出するのを防止し、保護カバー10の嵌合部10aの気密性を高めることができる。
【0045】
なお、外方部材2の嵌合面2cと面取り部2dが、研削加工あるいは旋削加工等の切削加工によって同時に加工されている。好ましくは、高周波焼入れによる熱処理工程の後、研削工程において、複列の外側転走面2a、2aと総型砥石によって同時研削されていれば、嵌合面2cと面取り部2dの真円度や同軸度等の精度が向上し、嵌合部10aの気密性が一層高くなると共に、同時切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。
【0046】
こうした保護カバー10は、製造工程において、
図3(a)に示すように、通常、設置スペースを取らないように同方向に積層された状態で保管あるいは工程待ちされる。ここでは、(b)に示すように、円筒部17の外径D1が接触リップ19bの外径D2よりも小径(D1<D2)に設定されている。これにより、上側の保護カバー10の円筒部17の先端が下側の保護カバー10の接触リップ19bに接触して傷付いたり切損したりするのを防止し、保護カバー10の製造あるいは運搬工程での作業性の向上を図ると共に、品質の信頼性を高めた車輪用軸受装置を提供することができる。なお、(c)に示すように、保護カバー10の円筒部17の先端部を弾性部材19’の接触リップ19bの先端部から径方向に離反させて小径にし、弾性部材19’の根元部に接触させるようにしても良い。
【0047】
図4に、
図2の保護カバー10の変形例を示す。この実施形態は、前述したものと基本的には保護カバー10の嵌合部10aの構成が一部異なるだけで、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合を付して詳細な説明を省略する。
【0048】
この保護カバー20は、非磁性体の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、
図4(a)に示すように、図示しない外方部材の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部20aと、この嵌合部20aから径方向内方に延びる円板状の遮蔽部10bと、この遮蔽部10bから屈曲部10cを介して底部10dを備えている。
【0049】
本実施形態では、保護カバー20の嵌合部20aは、外方部材の嵌合面に金属嵌合される円筒部21と、この円筒部21から軸方向に延びる円筒状の縮径部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。
【0050】
ここで、(b)に拡大して示すように、円筒部21の端部外径に面取り部21aが形成され、この面取り部21aが接触リップ19bの根元部に当接するように設定されると共に、その面取り部21aの傾斜角は接触リップ19bの傾斜角に対応して略同一になるように設定されている。これにより、外方部材への圧入を容易ならしめると共に、積層した状態の安定性を高め、作業性を向上させることができる。ここで、「略同一」の略とは、例えば、設計の狙い値であって実質的にが角度差がない状態、すなわち、加工誤差等によって生じる角度差は当然許容されるべきものである。
【0051】
図5〜7に、
図2の保護カバー10の他の変形例を示す。この実施形態は、前述したものと基本的には保護カバー10の嵌合部10aの構成が一部異なるだけで、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合を付して詳細な説明を省略する。
【0052】
図5(a)に示す保護カバー22は、非磁性体の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、図示しない外方部材の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部22aと、この嵌合部22aから径方向内方に延びる円板状の遮蔽部10bと、この遮蔽部10bから屈曲部10cを介して底部10dを備えている。
【0053】
本実施形態では、保護カバー22の嵌合部22aは、外方部材の嵌合面に金属嵌合される円筒部23と、この円筒部23から軸方向に延びる円筒状の縮径部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。
【0054】
ここで、(b)に拡大して示すように、円筒部23の端部外径に円弧状の面取り部23aが形成され、この面取り部23aが接触リップ19bの根元部に当接するように設定されている。これにより、外方部材への圧入を容易ならしめると共に、接触リップ19bの傷付きや切損を防止することができる。
【0055】
図6(a)に示す保護カバー24は、非磁性体の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、図示しない外方部材の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部24aと、この嵌合部24aから径方向内方に延びる円板状の遮蔽部10bと、この遮蔽部10bから屈曲部10cを介して底部10dを備えている。
【0056】
本実施形態では、保護カバー24の嵌合部24aは、外方部材の嵌合面に金属嵌合される円筒部25と、この円筒部25から軸方向に延びる円筒状の縮径部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。
【0057】
ここで、(b)に拡大して示すように、円筒部25の端部に径方向内方に屈曲した縁曲げ部25aが形成され、この縁曲げ部25aが接触リップ19bを避けて弾性部材19に当接するように設定されている。これにより、外方部材への圧入を容易ならしめると共に、接触リップ19bの傷付きや切損を防止することができる。
【0058】
図7(a)に示す保護カバー26は、非磁性体の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、図示しない外方部材の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部26aと、この嵌合部26aから径方向内方に延びる円板状の遮蔽部10bと、この遮蔽部10bから屈曲部10cを介して底部10dを備えている。
【0059】
本実施形態では、保護カバー26の嵌合部26aは、外方部材の嵌合面に金属嵌合される円筒部27と、この円筒部27から軸方向に延びる円筒状の縮径部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。
【0060】
ここで、(b)に拡大して示すように、円筒部27の端部に径方向内方に直角に屈曲した縁曲げ部27aが形成され、この縁曲げ部27aの端面が弾性部材19に当接するように設定されている。これにより、外方部材への圧入を容易ならしめると共に、接触リップ19bの傷付きや切損を防止することができる。
【0061】
図8に、
図2の保護カバー10の他の変形例を示す。この実施形態は、前述したものと基本的には保護カバー10の弾性部材19の構成が一部異なるだけで、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合を付して詳細な説明を省略する。
【0062】
この保護カバー28は、非磁性体の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、
図8(a)に示すように、図示しない外方部材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を介して底部10dを備えている。
【0063】
本実施形態では、保護カバー28の嵌合部10aは、外方部材の嵌合面に金属嵌合される円筒部17と、この円筒部17から軸方向に延びる円筒状の縮径部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29が加硫接着によって一体に接合されている。
【0064】
ここで、弾性部材29は、(b)に拡大して示すように、円筒部17の外径より径方向外方に突出する環状突起19aと、この環状突起19aの軸受外方側に径方向外方に傾斜して延びる接触リップ19bを備えると共に、この接触リップ19bの内径側に側面が遮蔽部10bの側面と面一になるように案内部29aが一体に形成されている。この案内部29aは円筒状に形成され、その外径D3が保護カバー28の円筒部17の内径D4よりも僅かな径方向すきまを介して小径(D3<D4)に形成されている。これにより、保護カバー28を積層する際に、上側の保護カバー28の円筒部17が下側の保護カバー28の案内部29aによって径方向に案内されて重ね合わせ時の安定性を高め、作業性の向上を図ることができる。
【0065】
図9に、
図2の保護カバー10の他の変形例を示す。この実施形態は、前述したものと基本的には保護カバー10の金属部分の形状が一部異なるだけで、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合を付して詳細な説明を省略する。
【0066】
図9(a)に示す保護カバー30は、非磁性体の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、図示しない外方部材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る円板状の遮蔽部10bと、この遮蔽部10bから直角に折り曲げられる屈曲部30aと、この屈曲部30aから径方向内方に延びる底部10dとを備えている。
【0067】
ここで、保護カバー30を積層する際に、金属部の円筒部17が弾性部材19に当接する前に金属部同士が当接するような形状・寸法に形成されている。具体的には、屈曲部30aが遮蔽部10bから直角に折り曲げられているため、まず金属部同士が当接し、かつ、嵌合部10aの高さH2が、重ね合せた時の上側の保護カバー30の遮蔽部10bから下側の保護カバー30の弾性部材19の側面までの高さH3よりも小さくなるように設定されている(H2<H3)。
【0068】
これにより、(b)に拡大して示すように、上側の保護カバー30における屈曲部30aと遮蔽部10bの角部と、下側の保護カバー30における底部10dと屈曲部30aの角部が当接し、金属部の嵌合部10aが弾性部材19に接触するのを回避することができ、接触リップ19bの傷付きや切損を防止することができる。
【0069】
図10、11に、
図9の保護カバー30の変形例を示す。この実施形態は、前述したものと基本的には保護カバー30の金属部分の形状が一部異なるだけで、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合を付して詳細な説明を省略する。
【0070】
図10(a)に示す保護カバー31は、非磁性体の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、図示しない外方部材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る円板状の遮蔽部31aと、この遮蔽部31aから直角に折り曲げられる屈曲部30aと、この屈曲部30aから径方向内方に延びる底部31bとを備えている。
【0071】
本実施形態では、前述した実施形態(
図9)と同様、保護カバー31を積層する際に、金属部の円筒部17が弾性部材19に当接する前に金属部同士が当接するような形状・寸法に形成されている。具体的には、嵌合部10aの高さH2が、重ね合せた時の上側の保護カバー31の遮蔽部31aから下側の保護カバー31の弾性部材19の側面までの高さH3よりも小さくなるように設定されている(H2<H3)。
【0072】
さらに、(b)に拡大して示すように、屈曲部30aと遮蔽部31aの角部32と、屈曲部30aと底部31bの角部33がテーパ状に形成されている。これにより、上側の保護カバー31における屈曲部30aと遮蔽部31aの角部32と、下側の保護カバー31における底部31bと屈曲部30aの角部33が当接し、金属部の円筒部17が弾性部材19に接触するのを回避することができ、接触リップ19bの傷付きや切損を防止することができると共に、保護カバー31、31の角部32、33同士が面接触して重ね合わせ時の安定性を高め、作業性の向上を図ることができる。
【0073】
図11(a)に示す保護カバー34は、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼板をプレス成形してカップ状に形成され、図示しない外方部材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る円板状の遮蔽部31aと、この遮蔽部31aから直角に折り曲げられる屈曲部30aと、この屈曲部30aからテーパ状の段部34aを介して軸方向に延びる円筒状の小径部34bと、この小径部34bから径方向内方に延びる底部10dとを備えている。
【0074】
本実施形態では、前述した実施形態(
図10)と同様、保護カバー34を積層する際に、金属部の円筒部17が弾性部材19に当接する前に金属部同士が当接するような形状・寸法に形成されている。具体的には、小径部34bの外径D5が屈曲部30aの内径D6よりも僅かな径方向すきまを介して小径(D5<D6)に形成され、上側の保護カバー34の屈曲部30aが下側の保護カバー34の小径部34bに嵌挿されると共に、嵌合部10aの高さH2が、重ね合せた時の上側の保護カバー34の遮蔽部31aから下側の保護カバー34の弾性部材19の側面までの高さH3よりも小さくなるように設定されている(H2<H3)。
【0075】
これにより、上側の保護カバー34における屈曲部30aと遮蔽部31aの角部32と、下側の保護カバー34における段部34aが当接し、金属部の円筒部17が弾性部材19に接触するのを回避することができ、接触リップ19bの傷付きや切損を防止することができると共に、嵌挿される保護カバー34、34同士が面接触して重ね合わせ時の安定性をさらに高めて作業性の向上を図ることができる。
【0076】
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。