JP5125144B2 - 車軸用軸受装置およびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車等に用いられる車軸軸受装置およびその製造方法に係り、より詳しくは、車輪の回転数の検出手段を備えた車軸用軸受装置およびその製造方法に関するものである。
従来の車輪回転数の検出手段を備えた車輪軸受装置に、車体に取付けられるナックルと、このナックルの内径に嵌合され内周に複列の軌道面が形成された外輪と、外輪の軌道面と対向する複列の軌道面が外周に形成され、車軸取付フランジを有するハブ輪及びハブ輪の端部に嵌着された内輪と、外輪とハブ輪及び内輪の軌道面間に配設された複列の転動体とからなり、ナックルと外輪の径方向に連通して貫設された孔に回転数検出センサを嵌着し、ハブ輪及び内輪の軌道面間に配設したバルサーリングと対峙させたものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、複列の軌道面を有し、車輪が固定される回転体と、複列の軌道面及び車体側のナックルに固定するためのフランジ部を有する外輪と、回転体及び外輪のそれぞれの軌道面間に介装された複列の転動体とで構成され、回転体の軌道面間にバルサリングを配設すると共に、このバルサリングと対峙するセンサを外輪のフランジ部とナックルとの間に挟持された保持部材で保持するようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００１−１９９２０２号公報（第３−４頁、図１） 特開２００１−８０３０７号公報（第３−４頁、図１−２）
特許文献１の車輪軸受装置は、ナックルと外輪の軌道面との間の径方向に貫設した孔に、回転数検出センサを装着してその先端部をバルサリングに対峙させるようにしているが、外輪には軌道面の外周に沿って焼入れによる硬化層が形成されているため、ドリルで穿孔する際にこの硬化層と干渉して孔をあけにくいばかりでなく精度が悪く、その上ドリルが短寿命となるという問題があった。
このようなことから、ドリルが硬化層に干渉しないように、外輪の軌道面の間隔、したがって硬化層の間隔を大きくすることも考えられるが、この間隔を大きくすると軸受部が大きくなり、また、周辺部品の取付位置関係によっては、この間隔を大きくできないことがある。
特許文献２の車輪軸受装置は、別の保持部材を設け、この保持部材にセンサを取付けるようにしているので、特許文献１のように外輪への孔明けの問題は生じないが、構造が複雑で組立作業が面倒なばかりでなく、保持部材は別部品で形成されているので、コストアップになる。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、軸受部の外輪の転走面の外周に形成された焼入れによる硬化層と干渉することなく容易にセンサ装着穴を穿孔することができ、若し硬化層と干渉してもドリルの損耗を抑制することのできるセンサ装着穴を備えた車軸用軸受装置およびその製造方法を提供することを目的としたものである。
本発明に係る車軸用軸受装置は、アウタ側に設けられて車輪が取付けられるフランジ、及び該フランジのインナ側に設けられた円筒部からなるハブシャフトと、内輪、外輪及びこれらの間に配設された複数の転動体からなり、前記ハブシャフトの円筒部に圧入された軸受部と、該軸受部の内輪に固定された回転数検出手段とを具備する車軸用軸受装置であって、
前記回転数検出手段が、前記パルサリング、前記外輪に設けたセンサ装着穴に挿入され、先端部が前記パルサリングと対峙する本体部、及び該本体部に形成され前記外輪に固定される固定部からなる回転検出センサからなり、
前記センサ装着穴の上部が、前記回転検出センサの本体部の外径に対応した外径のドリルによってプラスマイナス均等幅の公差レンジで管理して穿孔されると共に、前記センサ装着穴の下部が、前記センサ装着穴の上部を穿孔するドリルの外径よりも小さな外径のドリルによってマイナス側に拡げた公差レンジでもって穿孔され、
前記センサ装着穴に前記回転検出センサの本体部が押し込まれ、前記本体部の先端部が前記パルサリングと対峙されると共に、前記固定部が前記外輪に固定されていることを特徴とする。
また、前記回転検出センサの本体部の上部の外径が前記回転検出センサの本体部の下部の外径よりも大きく、
前記センサ装着穴の上部の内径が、前記回転検出センサの本体部の上部の外径と略等しく、かつ、前記センサ装着穴の下部の内径よりも大きな内径に形成されていることを特徴とする。
本発明に係る車軸用軸受装置の製造方法は、アウタ側に設けられて車輪が取付けられるフランジ、及び該フランジのインナ側に設けられた円筒部からなるハブシャフトと、内輪、外輪及びこれらの間に配設された複数の転動体からなり、前記ハブシャフトの円筒部に圧入された軸受部と、該軸受部に固定された回転数検出手段とを具備する車軸用軸受装置の製造方法であって、
前記回転数検出手段が、前記軸受部の内輪に固定されたパルサリング、前記外輪に設けたセンサ装着穴に挿入され、先端部が前記パルサリングと対峙する本体部、及び該本体部に形成され前記外輪に固定される固定部からなる回転検出センサからなり、
前記ハブシャフトの円筒部の外周にインナ側から、前記パルサリングが固定されている前記軸受部を前記内輪に圧入する工程と、
前記センサ装着穴の上部を、回転検出センサの本体部の外径に対応した外径のドリルによってプラスマイナス均等幅の公差レンジで管理して穿孔すると共に、前記センサ装着穴の下部を、前記センサ装着穴の上部を穿孔するドリルの外径よりも小さな外径のドリルによってマイナス側に拡げた公差レンジでもって穿孔する工程と、
前記センサ装着穴に前記回転検出センサの本体部を押し入れ、前記本体部の先端部を前記パルサリングと対峙させると共に、前記固定部を前記外輪に固定する工程と、
を有することを特徴とする。
また、前記回転検出センサの本体部の上部の外径を前記回転検出センサの本体部の下部の外径よりも大きくし、
前記センサ装着穴の上部の内径を、前記回転検出センサの本体部の上部の外径と略等しい外径にすると共に、前記センサ装着穴の下部の内径よりも大きな内径に形成したことを特徴とする。
本発明に係る車軸用軸受装置によれば、軸受部の外輪の転走面の外周に形成された焼入れによる硬化層と干渉することなく、容易にセンサ装着穴を穿孔することができ、若し、硬化層と干渉してもドリルの損耗を抑制することができる。また、このセンサ装着穴に挿入された回転検出センサは気密に保持されるので、両者の間から軸受部に塵埃等が侵入することがない。
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る車軸用軸受装置の縦断面図、図２は図１の要部の説明図である。なお、以下の説明では、図の右側をインナ側、左側をアウタ側という。
図において、１は車軸用軸受装置で、鋼材からなるハブシャフト２のアウタ側の外周には、車輪（図示せず）を取付けるためのボルト１９が圧入される複数のボルト穴４を有するフランジ３が設けられており、フランジ３の中心部にはインナ側に突出し、後述の軸受部１０が装着される円筒部５が設けられている。６は円筒部５の中心部の軸方向に貫設されてドライブシャフトが嵌入される貫通穴である。
軸受部１０は、２分割されて両端部に設けた鍔部の間にそれぞれ転走面１２（軌道面）が設けられた軸受用鋼等の鋼材からなる内輪１１と、この内輪１１の転走面１２に対応して２列の転走面１４が設けられた軸受用鋼等の鋼材からなる外輪１３と、内輪１１と外輪１３の転走面１２，１４の間に２列に配設された転動体としての軸受用鋼等の鋼材からなる複数の円錐ころ１５とからなり、外輪１３の外周にはフランジ１７が設けられている。１８は外輪１３に斜めに貫設されて、後述の回転数検出手段２０の回転検出センサ２２が装着されるセンサ装着穴である。なお、１６は外輪１３の転走面１４の外周に形成された焼入れによる硬化層である。
回転数検出手段２０は、例えば、外周面に凹凸を有する鋼材からなり、転走面１４の間において内輪１１の外周に固定されたパルサリング２１と、外輪１３に設けたセンサ装着穴１８に挿入され、先端部がパルサリング２１と対峙する回転検出センサ２２とからなっている。
回転検出センサ２２は、例えば、ヨークに巻かれた検出コイル及びマグネット（いずれも図示せず）を内蔵する本体部２３と、本体部２３の上部に設けられ端子板等（図示せず）を内蔵する固定部２４とからなり、固定部２４の端子板にはワイヤコード２５が接続されている。そして、本体部２３の下部は縮径されて小径部２３ｂとなっている。２６は本体部２３の上部（大径部２３ａ）外周に装着されたＯリングである。
また、センサ装着穴１８は、図３に示すように、回転検出センサ２２の本体部２３の外形に対応して、上部１８ａ（以下、Ａ部ということがある）は太いドリルで公差レンジを厳しく（例えば、±０．０５ｍｍ程度）管理して穿孔し、下部１８ｂ（以下、Ｂ部ということがある）は細いドリルで公差レンジをマイナス側に広げて（例えば、＋０．０５〜０．３ｍｍ程度）穿孔する。これにより、Ｂ部は硬化層１６にほとんど影響を受けることなく穿孔することができ、若し、硬化層１６と干渉しても公差レンジを広げることにより比較的大きく（厳しくなく）穿孔するため、ドリルの損耗を抑制することができる。
上記のように構成したセンサ装着穴１８に回転検出センサ２２を装着するには、大径部２３ａの外周にＯリング２６が設けられた本体部２３をセンサ装着穴１８に挿入し、固定部２４を外輪１３に固定する。このとき、本体部２３の先端部は僅かなすき間を隔ててパルサリング２１と対峙し、本体部２３の大径部２３ａとセンサ装着穴１８の上部側１８ａとの間にはほとんどすき間がなく、かつ本体部２３に設けたＯリング２６により気密に保持されるので、軸受部１０内に外部から塵埃等が侵入することがない。なお、図にはセンサ装着穴１８を外輪１３に傾斜して設けた場合を示したが、垂直に設けてもよい。
次に、上記のような車軸用軸受装置１の組立手順の一例について説明する。
先ず、ハブシャフト２の円筒部５の外周にインナ側から、内輪１１にパルサリング２１が固定された軸受部１０を圧入し、ついでハブシャフト２のインナ側の端部を外周側に折曲げてかしめる（かしめ部７）。これにより、軸受部１０は円筒部５のフランジ３側に設けた段部８との間に、軸力が付与されて固定される。
次に、外輪１３に設けたセンサ装着穴１８に回転検出センサ２２の本体部２３を挿入し、その先端部をパルサリング２１と対峙させて、固定部２４を外輪１３に固定する。
そして、ハブシャフト２の貫通穴６にドライブシャフト（図示せず）を嵌入して、ハブシャフト２と一体に固定する。このようにしてドライブシャフトが装着された車軸用軸受装置１は、軸受部１０の外輪１３に設けたフランジ１７が車軸ケース等に回転不能に固定され、ドライブシャフトを含むハブシャフト２及び軸受部１０の内輪１１が回転自在に支持される。
上記のように構成した車軸用軸受装置１において、ドライブシャフトが回転すると、ハブシャフト２と軸受部１０の内輪１１が同時に回転し、内輪１１に固定されたパルサリング２１も、回転検出センサ２２に設けたマグネットによって生じる一定磁界内を回転する。これにより、回転検出センサ２２のヨークとパルサリング２１間の磁路が変化して、コイルの両端部に誘導パルス信号が発生するので、このパルス信号を測定することによりハブシャフト２の回転数を検出することができる。
本実施の形態によれば、回転検出センサ２２の本体部２３の先端部側を縮径して小径部２３ｂに形成すると共に、軸受部１０の外輪１３に設けたセンサ装着穴１８を、回転検出センサ２２の本体部２３の外形に対応して形成したので、ドリルにより外輪１３の硬化層１６と干渉することなく穿孔することができるため、ドリルの損耗を抑制することができる。また、若し硬化層１６と干渉しても下部１８ｂの公差が比較的大きい（厳しくない）ため、センサ装着穴１８の形状、精度不良などの問題がなく、容易に穿孔することができる。
さらに、本発明のように、円錐ころ１５を有する軸受部１０を備えたハブシャフト２では、転動体が玉の場合と比べて軸方向に長い円錐ころ１５が転動するため、硬化層１６も軸方向に長いのでセンサ装着穴１８の穿孔にあたって前述のような干渉の問題が生じ易いが、本発明によれば容易に穿孔することができる。
また、センサ装着穴１８は、上部１８ａを厳密な公差で穿孔し、また、回転検出センサ２２の本体部２３の大径部２３ａにＯリングを設けたので、両者は気密に保持され、センサ装着穴１８と回転検出センサ２２の間から軸受部１０内に塵埃等が侵入することがない。
［実施の形態２］
図４は本発明の実施の形態２に係る車軸用軸受装置の要部の断面図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、回転検出センサ２２の本体部２３を全長に亘って同じ外径に形成すると共に、センサ装着穴１８の上部１８ａを回転検出センサ２２の本体部２３の外径より若干大きい内径に形成し、下部１８ｂを本体部２３の外径とほぼ等しい内径に形成したものである。なお、センサ装着穴１８の下部１８ｂの穿孔にあたっては、厳密な公差管理を行うことが望ましい。
そして、上部外周にＯリング２６が設けられた回転検出センサ２２の本体部２３をセンサ装着穴１８に挿入し、固定部２４を外輪１３に固定する。これにより、本体部２３の下部はセンサ装着穴１８の下部１８ｂとほぼ密着状態になってほとんどすき間がなく、上部はＯリング２６により密閉されているので、塵埃等が侵入することがない。
また、センサ装着穴１８の下部１８ｂを小径としたので、ドリルによる加工の際に外輪１３の転走面１４の外周に形成された硬化層１６と干渉することがほとんどなく、このため加工が容易で精度を向上することができ、その上ドリルの損耗を抑制することができる。
上記の説明では、図示の車軸用軸受装置に本発明を実施した場合を示したがこれに限定するものではなく、例えば、ハブシャフトの円筒部にパルサリングを設けた場合など、他の構造の車軸用軸受装置にも本発明を実施することができる。
また、回転数検出手段２０に、ヨークに巻かれたコイルとマグネットを有し、パルサリングとヨークとの間の磁路の変化によってコイルの両端に発生するパルス信号を測定して回転数を検出する回転検出センサ２２を用いた場合を示したが、回転数の検出には、磁気抵抗素子やホール素子を用いたものなど、他の手段により回転数の検出する回転検出センサを用いてもよい。
さらに、円錐ころ軸受を備えたハブシャフト２について説明したが、玉軸受を備えたハブシャフトなど、他の構造の車軸用軸受装置にも本発明を実施することができる。
本発明の実施の形態１に係る車軸用軸受装置の縦断面図である。 図１の要部の説明図である。 図２の要部の詳細説明図である。 本発明の実施の形態２に係る車軸用軸受装置の要部の断面図である。
符号の説明
１ 車軸用軸受装置、２ ハブシャフト、３ フランジ、５ 円筒部、１０ 軸受部、１１ 内輪、１３ 外輪、１５ 転動体、１６ 硬化層、１８ センサ装着穴、２０ 回転数検出手段、２１ パルサリング、２２ 回転検出センサ、２３ 本体部、２３ａ 大径部、２３ｂ 小径部。

Claims (4)

  1. アウタ側に設けられて車輪が取付けられるフランジ、及び該フランジのインナ側に設けられた円筒部からなるハブシャフトと、内輪、外輪及びこれらの間に配設された複数の転動体からなり、前記ハブシャフトの円筒部に圧入された軸受部と、該軸受部の内輪に固定された回転数検出手段とを具備する車軸用軸受装置であって、
    前記回転数検出手段が、前記パルサリング、前記外輪に設けたセンサ装着穴に挿入され、先端部が前記パルサリングと対峙する本体部、及び該本体部に形成され前記外輪に固定される固定部からなる回転検出センサからなり、
    前記センサ装着穴の上部が、前記回転検出センサの本体部の外径に対応した外径のドリルによってプラスマイナス均等幅の公差レンジで管理して穿孔されると共に、前記センサ装着穴の下部が、前記センサ装着穴の上部を穿孔するドリルの外径よりも小さな外径のドリルによってマイナス側に拡げた公差レンジでもって穿孔され、
    前記センサ装着穴に前記回転検出センサの本体部が押し込まれ、前記本体部の先端部が前記パルサリングと対峙されると共に、前記固定部が前記外輪に固定されていることを特徴とする車軸用軸受装置。
  2. 前記回転検出センサの本体部の上部の外径が前記回転検出センサの本体部の下部の外径よりも大きく、
    前記センサ装着穴の上部の内径が、前記回転検出センサの本体部の上部の外径と略等しく、かつ、前記センサ装着穴の下部の内径よりも大きな内径に形成されていることを特徴とする請求項１記載の車軸用軸受装置。
  3. アウタ側に設けられて車輪が取付けられるフランジ、及び該フランジのインナ側に設けられた円筒部からなるハブシャフトと、内輪、外輪及びこれらの間に配設された複数の転動体からなり、前記ハブシャフトの円筒部に圧入された軸受部と、該軸受部に固定された回転数検出手段とを具備する車軸用軸受装置の製造方法であって、
    前記回転数検出手段が、前記軸受部の内輪に固定されたパルサリング、前記外輪に設けたセンサ装着穴に挿入され、先端部が前記パルサリングと対峙する本体部、及び該本体部に形成され前記外輪に固定される固定部からなる回転検出センサからなり、
    前記ハブシャフトの円筒部の外周にインナ側から、前記パルサリングが固定されている前記軸受部を前記内輪に圧入する工程と、
    前記センサ装着穴の上部を、回転検出センサの本体部の外径に対応した外径のドリルによってプラスマイナス均等幅の公差レンジで管理して穿孔すると共に、前記センサ装着穴の下部を、前記センサ装着穴の上部を穿孔するドリルの外径よりも小さな外径のドリルによってマイナス側に拡げた公差レンジでもって穿孔する工程と、
    前記センサ装着穴に前記回転検出センサの本体部を押し入れ、前記本体部の先端部を前記パルサリングと対峙させると共に、前記固定部を前記外輪に固定する工程と、
    を有することを特徴とする車軸用軸受装置の製造方法。
  4. 前記回転検出センサの本体部の上部の外径を前記回転検出センサの本体部の下部の外径よりも大きくし、
    前記センサ装着穴の上部の内径を、前記回転検出センサの本体部の上部の外径と略等しい外径にすると共に、前記センサ装着穴の下部の内径よりも大きな内径に形成したことを特徴とする請求項３記載の車軸用軸受装置の製造方法。
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