(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
従来から、自動車等の車輪を支持する軸受装置として、車輪を取り付けるためのハブ輪を、複列の転がり軸受を介して回転自在に支承する車輪用軸受装置が知られている。
前記車輪用軸受装置においては、アンチロックブレーキシステム(ABS)を制御するために車輪の回転速度を検出する回転速度検出装置が付加された車輪用軸受装置が知られている。
回転速度検出装置は、内方部材及び外方部材の間に設けられたシール装置に一体化させた磁気エンコーダと、この磁気エンコーダに対向配置され、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により構成されている。
【0003】
回転速度センサは、外方部材のインナー側の開口部を閉塞する樹脂製の有底円筒状の軸受キャップに形成されたセンサ支持部に装着されて、エンコーダと対向配置されている。
そして、センサ支持部は、軸受装置内部に異物が浸入することを抑制するために、底部を閉塞した形状に形成されることがある。
【0004】
このような従来の回転速度検出装置付き車輪用軸受装置では、軸受キャップのセンサ支持部に回転速度センサが装着された状態において、センサ支持部の内部(より具体的には、センサ支持部の内周面と、装着された回転速度センサの先端部とによって囲まれた空間部)は外部と隔絶されており、水分や泥等の異物がセンサ支持部の内部に侵入する侵入経路が少なく、回転速度検出装置全体としてのシール性が優れているという特徴を備えている。
一方、一旦センサ支持部の内部に侵入した異物は、当該センサ支持部の外部へと排出され難く、底部に堆積した水分や泥等の異物が氷結し、回転速度センサの先端部、または当該底部に損傷を引き起こす要因となる可能性があった。
【0005】
そこで、このような問題点を解決するための技術が、特許文献1によって開示されている。
即ち、特許文献1においては、回転速度センサが装着されるセンサ支持部を有した樹脂製の軸受キャップであって、前記センサ支持部には、回転センサが挿入される有底形状の挿入孔が軸方向に延びて形成されており、前記挿入孔の断面視四隅を径方向に広げた構成からなる軸受キャップが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、前記特許文献1における軸受キャップでは、センサ支持部の挿入孔が、断面視四隅にて軸方向にしか開口していないため、例えば、水分や泥等の異物がセンサ支持部の内部に侵入した場合、前記挿入孔の断面視四隅を介して、水分は外部に排出されるものの、泥等の異物は、外部に完全に排出されずにセンサ支持部の内部に堆積され易く、センサ支持部の内部に侵入した異物を効率よく外部に排出することは困難である。
【0008】
本発明は、センサ支持部の内部に侵入した異物を、当該センサ支持部の外部に効率よく排出することができ、且つセンサ支持部の剛性を確保した回転速度検出装置付き車輪用軸受装置用の軸受キャップ及び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課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
即ち、発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置用の軸受キャップは、合成樹脂を射出成形してなる有底円筒状のキャップ本体と、前記キャップ本体の開口部に一体的にモールドされた芯金とを備え、前記キャップ本体の底面部の軸方向外側面に、軸方向外側に突出するセンサ支持部が一体的に形成され、前記センサ支持部に、回転速度センサが装着される挿入孔が軸方向に延びて形成された、回転速度検出装置付き車輪用軸受装置用の軸受キャップにおいて、前記底面部の外側面における前記センサ支持部が形成された部分には、前記回転速度センサの先端部が収容される凹部が、前記挿入孔と連続して形成され、前記センサ支持部は、前記底面部の軸心と前記挿入孔の軸心とを通る仮想線を間に挟んで対向配置され、且つ前記凹部の周縁部に沿って形成される第1壁部及び第2壁部からなり、前記第1壁部の外周面、及び前記第2壁部の外周面には、前記センサ支持部の径方向外側に突出し、且つ前記底面部の外側面から軸方向に突出する凸部であって、前記センサ支持部に比べて軸方向への突出寸法の短い凸部が、各々連続して設けられることを特徴とする。
【0010】
また、発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置は、内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、及び前記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周軌道面と対向する複列の内側軌道面を有する内方部材と、前記外方部材と前記内方部材とのそれぞれの軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記内輪に嵌合され、周方向に交互、且つ等間隔に磁気特性が変化するパルサリングと、前記パルサリングとエアギャップを介して対向配置される回転速度センサと、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、第1〜第3の発明の何れかに記載され、前記外方部材のインナー側の端部に装着される軸受キャップをさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【0012】
即ち、発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置用の軸受キャップ、及び当該軸受キャップを備える回転速度検出装置付き車輪用軸受装置において、センサ支持部は、キャップ本体の底面部の軸心と、回転速度センサが装着される挿入孔の軸心とを通る仮想線を間に挟んで対向配置され、且つ回転速度センサの先端部が収容される凹部の周縁部に沿って形成される第1壁部及び第2壁部により構成されている。
従って、センサ支持部には、第1壁部と第2壁部との間の隙間からなる、軸方向に延びる開口部が形成されることとなり、例えば水分や泥等の異物がセンサ支持部の内部に侵入した場合、前記開口部を介して、センサ支持部の外部に効率よく異物を排出することができる。
また、センサ支持部を構成する第1壁部の外周面、及び第2壁部の外周面には、前記センサ支持部の径方向外側に突出し、且つキャップ本体の底面部の外側面から軸方向に突出する凸部であって、前記センサ支持部に比べて軸方向への突出寸法の短い凸部が、各々連続して設けられることから、当該凸部によって、これらの第1壁部及び第2壁部の剛性が、各々確保されることとなる。
つまり、前記凸部を設けることにより、第1壁部及び第2壁部からなるセンサ支持部の剛性を確保することができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
次に、本発明に係る軸受キャップ11及び回転速度検出装置付き車輪用軸受装置1を具現化する実施形態について、
図1及び
図2を用いて説明する。
なお、本明細書においては便宜上、
図1及び
図2中に示した矢印の方向によって規定された、アウター側及びインナー側に基づき記述する。
【0015】
ここで、「アウター側」とは、自動車等の車体に取り付けられた状態における回転速度検出装置付き車輪用軸受装置1に対して、当該車輪用軸受装置1によって回転自在に支持された車輪側の方向を意味する。また、「インナー側」とは、自動車等の車体に取り付けられた状態における回転速度検出装置付き車輪用軸受装置1に対して、前記アウター側との反対側、即ち当該車体の内側の方向を意味する。
【0016】
また、本明細書においては、回転速度検出装置付き車輪用軸受装置1の回転軸G(
図1参照)と平行な方向を「軸方向」、当該車輪用軸受装置1の回転軸Gと直交する方向を「径方向」、当該車輪用軸受装置1の回転軸Gを中心とする円弧に沿う方向を「周方向」と規定して記述する。
【0017】
[回転速度検出装置付き車輪用軸受装置1の全体構成]
先ず、本実施形態における回転速度検出装置付き車輪用軸受装置1の全体構成について、
図1を用いて説明する。
回転速度検出装置付き車輪用軸受装置1(以下、単に「車輪用軸受装置1」と記載する)は、従動輪用の第3世代と称されるものであり、ハブ輪2と内輪3とを有する内方部材4と、この内方部材4に複列の転動体(ボール)5・5を介して外挿された外方部材6とを備えている。
【0018】
ハブ輪2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7を一体に有し、この車輪取付フランジ7の円周等配位置には、車輪のホイール等とハブ輪2とを締結するハブボルト(図示せず)を固定するためのボルト孔7aが形成されている。
【0019】
ハブ輪2の外周には、一方(アウター側)の内側軌道面2aと、この内側軌道面2aからインナー側に延びる円筒状の小径段部2bが形成されている。
そして、ハブ輪2の小径段部2bには、外周に他方(インナー側)の内側軌道面3aを有する内輪3が圧入されている。また、小径段部2bの端部には、径方向外方に塑性変形させた加締部2cが形成され、この加締部2cによってハブ輪2に対して内輪3が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。
【0020】
外方部材6は、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6aを一体に有し、内周には前記複列の内側軌道面2a・3aに対向する複列の外側軌道面6b・6bを有している。
【0021】
この外方部材6の外側軌道面6b・6bと、これらの外側軌道面6b・6bに対向する複列の内側軌道面2a・3aと間には、複列の転動体5・5がそれぞれ収容されており、保持器8・8によって転動自在に保持されている。
【0022】
さらに、外方部材6のインナー側の開口端部には、有底円筒状の合成樹脂からなる軸受キャップ11が装着されており、当該軸受キャップ11によって外方部材6のインナー側の開口部が閉塞され、外部から雨水、またはダスト等が車輪用軸受装置1の内部に侵入するのを防止している。
【0023】
内輪3の外径には、パルサリング12が外嵌されている。
パルサリング12は、円環状に形成された支持環13と、支持環13の側面に加硫接着された磁気エンコーダ14とにより構成されている。
また、磁気エンコーダ14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、且つ等間隔に磁極N、Sが着磁されて磁気特性が変化する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。
【0024】
支持環13は、例えば強磁性体の鋼板をプレス加工することによって断面略L字状に形成され、内輪3に嵌合される円筒状の嵌合部13a、及び嵌合部13aのインナー側端部から径方向内方に延びる立板部13bを有している。
そして、この立板部13bのインナー側の側面に、磁気エンコーダ14が接合されている。
【0025】
軸受キャップ11は、上述したように、外方部材6のインナー側の開口端部に内嵌固定され、外方部材6の開口部を閉塞する。
軸受キャップ11は、有底円筒状のキャップ本体15を備え、当該キャップ本体15の径方向外方部には、インナー側に突出する取付部17が設けられている。
なお、軸受キャップ11の構成についての詳細は、後述する。
【0026】
そして、軸受キャップ11の取付部17にセンサユニット18が装着されることにより、当該センサユニット18に設けられる回転速度センサ19は、パルサリング12の磁気エンコーダ14と、所定のエアギャップを介して対向配置される。
【0027】
ここで、センサユニット18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からなる回転速度センサ19、及びこの磁気検出素子の出力波形を整える図示しない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ABS(アンチロックブレーキシステム)を構成している。
【0028】
以上のように、本実施形態における車輪用軸受装置1は、従動輪用の車輪用軸受装置であって、転動体5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、転動体5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よい。
また、第3世代の構造を例示したが、これに限らず、内輪回転タイプの従動輪側の車輪用軸受装置であれば良く、図示はしないが、ハブ輪の小径段部に一対の内輪をハブ輪に圧入した、所謂第2世代構造であってもよい。
【0029】
[軸受キャップ11の構成]
次に、本実施形態における軸受キャップ11の詳細な構成について、
図1及び
図2を用いて説明する。
図1に示すように、軸受キャップ11は、合成樹脂を射出成形してなる有底円筒状のキャップ本体15、及びキャップ本体15の開口部に一体的にモールドされた芯金16により構成される。
なお、芯金16を設けることなく、合成樹脂製のキャップ本体15を直接外方部材6に装着するようにしてもよいが、芯金16を設けることにより、軸受キャップ11の強度・剛性が増して抜け耐力が高まるとともに、嵌合部の気密性が向上する。
【0030】
キャップ本体15は、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等の非磁性の特殊エーテル系合成樹脂材から射出成形によって形成され、さらにガラスファイバー等の繊維状強化材が添加されている。
【0031】
一方、芯金16は、例えば、ステンレス鋼板、または冷間圧延鋼板等をプレス成形して断面L字形の円環状に形成されている。
【0032】
そして、キャップ本体15は、外方部材6のインナー側端部内周に嵌合される円筒状の嵌合部15a、当該嵌合部15aの径方向外方に設けられて外方部材6のインナー側端面に当接する鍔部15b、及び当該鍔部15bの径方向内側に設けられる平面状の底面部15cを備えている。
また、底面部15cの外側面における径方向外方部には、底面部15cからインナー側に突出する取付部17が一体的に形成されている。
【0033】
取付部17は、センサユニット18が装着されるセンサ支持部21、及び後述する保持部材20が固定ボルト23によって固定される固定部22により構成される。
センサ支持部21は、キャップ本体15の底面部15cの軸方向外側面(本実施形態においては、底面部15cのインナー側の面)に、軸方向(
図2(b)に示される軸受キャップ11の軸心G1の方向。以下同じ)の外側(インナー側)に突出している。
また、固定部22は、センサ支持部21の径方向内側に隣接し、当該センサ支持部21と平行、且つインナー側に突出している。
【0034】
センサ支持部21には、センサユニット18の回転速度センサ19が装着される挿入孔21aが、軸方向に延びて形成されている。
ここで、挿入孔21aは、パルサリング12の磁気エンコーダ14と対応する位置に配置される。
また、底面部15cの外側面において、センサ支持部21が形成された部分には、回転速度センサ19の先端部が収容される凹部15dが、挿入孔21aと連続して形成されており、当該凹部15dを介して、挿入孔21aは底部を有する非貫通孔として形成されている。
【0035】
一方、固定部22には、回転速度センサ19を締結して固定する締結部材が収容されている。
具体的には、固定ボルト23と螺合するナット24がインサート成形により固定部22に埋設されている。
【0036】
そして、このような構成からなる取付部17において、センサ支持部21の挿入孔21aに挿入されることにより、回転速度センサ19は、底面部15cの凹部15dを介して、パルサリング12と対向配置される。
また、センサ支持部21に挿入された回転速度センサ19は、板状部材からなる保持部材20の一端部に挿嵌されて保持されており、当該保持部材20の他端部が、固定ボルト23によって固定部22に固定されることにより、回転速度センサ19は、保持部材20を介してセンサ支持部21の挿入孔21a内に堅固に保持される。
【0037】
なお、キャップ本体15の底面部15cに形成された凹部15dの肉厚t(
図2(b)を参照)は、0.1〜1.0mmの範囲に設定されている。
肉厚tが0.1mm未満では、強度・剛性が不足し、組立時に他の部品と衝突して変形する恐れがあり、また、肉厚tが1.0mmを超えると、エアギャップが大きくなり過ぎて必要な磁束密度が得られないので好ましくない。
【0038】
ところで、
図2(a)に示すように、本実施形態においては、凹部15dの上端側及び下端側(即ち、路面側の端部)を除く周縁部に沿って、センサ支持部21が形成されている。
具体的には、センサ支持部21は、軸方向に突出する断面視C形状の第1壁部21b及び第2壁部21cからなり、これらの第1壁部21b及び第2壁部21cは、キャップ本体15の底面部15cの軸心G1と、挿入孔21aの軸心G2とを通る仮想線Lを間に挟んで対向配置され、且つ凹部15dの周縁部に沿って形成されている。
【0039】
そして、第1壁部21bにおける外周面の下端部、及び第2壁部21cにおける外周面の下端部には、センサ支持部21の径方向外側に突出し、且つ底面部15cの外側面(インナー側の面)から軸方向に突出する凸部21d・21dであって、センサ支持部21に比べて軸方向への突出寸法の短い凸部21d・21dが、各々連続して設けられている。
【0040】
このような構成を有することにより、センサ支持部21の上端側及び下端側には、第1壁部21bと第2壁部21cとの間の隙間からなる、軸方向に延びる開口部Q・Qが各々形成されることとなる。
その結果、例えば水分や泥等の異物がセンサ支持部21の内部に侵入した場合であっても、前記開口部Q・Qを介して、センサ支持部21の外部に効率よく異物を排出することができる。
【0041】
また、センサ支持部21を構成する第1壁部21bの外周面、及び第2壁部21cの外周面には、凸部21d・21dが各々連続して設けられることから、当該凸部21d・21dによって、これらの第1壁部21b及び第2壁部21cの剛性が、各々確保されることとなる。
つまり、前記凸部21d・21dを設けることにより、第1壁部21b及び第2壁部21cからなるセンサ支持部21の剛性を確保することができる。
【0042】
なお、
図2(b)に示すように、本実施形態における挿入孔21aの内径は、軸方向の中途部からセンサ支持部21の基端部に渡る第1領域S1においては、回転速度センサ19(
図1を参照)の外径と対応する同程度の大きさに設定されており、且つ軸方向の中途部からセンサ支持部21の突出端部(インナー側の端部)に渡る第2領域S2においては、第1領域S1における挿入孔21aの内径に比べて拡径するように設定されている。
【0043】
ここで、挿入孔21aの断面積については、本実施形態に限定されることなく、軸方向の全ての領域に渡って回転速度センサ19の断面積と同程度に設定されることとしてもよい。
しかしながら、本実施形態のように、センサ支持部21の挿入孔21aの断面積が、軸方向の中途部から当該センサ支持部21の突出端部に渡る領域にかけて拡径するように設定されることにより、センサ支持部21の挿入孔21aに回転速度センサ19を装着する際の挿入作業を容易に行うことができる。
また、センサ支持部21に装着された回転速度センサ19の外周面と、挿入孔21aの内周面における拡径された領域との間には隙間が生じるため、当該隙間を介して、センサ支持部21の内部に侵入した異物を、より効率よく外部に排出することができる。
【0044】
また、本実施形態においては、第1壁部21bの外周面、及び第2壁部21cの外周面に各々連続して設けられる凸部21d・21dの、軸方向への突出寸法L1は、上述したような、回転速度センサ19の外径と同程度に挿入孔21aの断面積が設定される第1領域S1の軸方向の寸法L2に比べて、大きくなるように設定されている(L1>L2)。
【0045】
このような構成を有することにより、センサ支持部21の内周面において、装着された回転速度センサ19の外周面と接触して、当該回転速度センサ19を支持する第1領域S1に対して、より確実にセンサ支持部21の剛性を確保することができる。
【0046】
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。
【課題】センサ支持部の内部に侵入した異物を、当該センサ支持部の外部に効率よく排出することができ、且つセンサ支持部の剛性を確保した回転速度検出装置付き車輪用軸受装置用の軸受キャップ及び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】キャップ本体15の底面部15cにセンサ支持部21が形成され、センサ支持部21に回転速度センサ19の挿入孔21aが形成された軸受キャップ11において、底面部15cのセンサ支持部21が形成された部分には、回転速度センサ19の先端部が収容される凹部15dが形成され、センサ支持部21は、底面部15cの軸心G1と挿入孔21aの軸心G2とを通る仮想線Lを間に挟んで対向配置され、且つ凹部15dの周縁部に沿って形成される第1壁部21b及び第2壁部21cからなり、第1壁部21b及び第2壁部21cの外周面には、底面部15cから突出する凸部21dが各々連続して設けられる。