JP6239842B2 - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、車輪の回転速度を検出する回転速度センサが装着される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、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）を制御し、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ると共に、磁気エンコーダと、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とで回転速度検出装置が構成されている。

前記回転速度センサは、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ものが一般的である。しかし、この回転速度センサと磁気エンコーダとのエアギャップの調整作業の煩雑さを解消すると共に、よりコンパクト化を狙って、最近では回転速度センサをも装着される車輪用軸受装置が提案されている。

このような車輪用軸受装置の一例として図９に示すような構造が知られている。この車輪用軸受装置は、内方部材５１と外方部材５２、および両部材５１、５２間に転動自在に収容された複列のボール５３ａ、５３ｂ列とを備えている。内方部材５１は、ハブ輪５４と、このハブ輪５４に所定のシメシロを介して圧入された内輪５５とからなる。

ハブ輪５４は、一端部に車輪取付フランジ５６を一体に有し、外周に一方の内側転走面５４ａと、この内側転走面５４ａから軸方向に延びる軸状部５４ｄを介して小径段部５４ｂが形成されている。

内輪５５は、外周に他方の内側転走面５５ａが形成され、ハブ輪５４の小径段部５４ｂに圧入されると共に、小径段部５４ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部５４ｃによって軸方向に固定されている。

外方部材５２は、外周に車体取付フランジ５２ｃを一体に有し、内周にハブ輪５４の内側転走面５４ａに対向する外側転走面５２ａと、内輪５５の内側転走面５５ａに対向する外側転走面５２ｂが一体に形成されている。そして、外方部材５２と内方部材５１との間に形成される環状空間の開口部にシール５７とセンサキャップ５８が装着され、軸受内部に封入された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。

車輪取付フランジ５６側のボール３ａ列のピッチ円直径ＰＣＤｏが反車輪取付フランジ５６側のボール３ｂ列のピッチ円直径ＰＣＤｉよりも大径に設定されると共に、ボール３ａ列のボール径ｄｏがボール３ｂ列のボール径ｄｉよりも小径（ｄｏ＜ｄｉ）に設定されている。また、このピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉと転動体径ｄｏ、ｄｉの違いにより、ボール３ａ列のボール数Ｚｏがボール３ｂ列のボール数Ｚｉよりも多く設定されている（Ｚｏ＞Ｚｉ）。これにより、反車輪取付フランジ５６側に比べ車輪取付フランジ５６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。

図１０に示すように、内輪５５の外周にはパルサリング５９が圧入されている。このパルサリング５９は、円環状に形成された支持環６０と、この支持環６０の側面に加硫接着等で一体に接合された磁気エンコーダ６１とで構成されている。

センサキャップ５８は外方部材５２のインナー側の端部に内嵌固定され、外方部材５２の開口部を閉塞している。このセンサキャップ５８は、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、外方部材５２の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部５８ａと、この嵌合部５８ａから縮径部５８ｂを介して径方向内方に延び、内方部材５１の端部を覆う底部５８ｃとを備えている。

ここで、縮径部５８ｂの外周には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る弾性部材６２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６２は、センサキャップ５８の底部５８ｃの側面から内方側に突出して回転速度センサ６３に干渉しないように接合され、嵌合部５８ａの外径より径方向外方に突出する環状突起６２ａを備えている。そして、この環状突起６２ａがセンサキャップ５８の嵌合時に外方部材５２の端部内周に弾性変形して圧着され、嵌合部５８ａの気密性を高めている。

また、センサキャップ５８の底部５８ｃの径方向略中心部に円形凹所６４が形成され、この円形凹所６４にナット６５が圧入固定されている。そして、図示しない取付フランジを介して固定ボルトをナット６５の雌ねじ６５ａに締結することにより、回転速度センサ６３がセンサキャップ５８に固定される。これにより、固定ボルトの締結時に、センサキャップ５８に片寄ったトルクが発生せず、スムーズに回転速度センサ６３を固定することができる。

また、センサキャップ５８の底部５８ｃの径方向外方部の磁気エンコーダ６１に対応する位置に回転速度センサ６３が衝合または近接するまで対向配置されている。そして、底部５８ｃを介して磁気エンコーダ６１の磁束の変化を回転速度センサ６３によって検出し、車輪の回転速度を検出する。これにより、所望のエアギャップが得られ、煩雑なエアギャップ調整を省いて組立作業性の向上を図ることができると共に、検出部がセンサキャップ５８によって閉塞されているので、感知性能に影響を及ぼすことなく密封性を確保し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（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１１−１９６４２５号公報

このような従来の車輪用軸受装置では、外方部材５２の端部に装着されるセンサキャップ５８に弾性部材６２が一体に接合され、この弾性部材６２が嵌合部５８ａの外径より径方向外方に突出する環状突起６２ａを備えているので、センサキャップ５８の嵌合時に外方部材５２の端部内周に環状突起６２ａが弾性変形して圧着され、嵌合部５８ａの気密性を高めることができるという特徴を有している。

然しながら、センサキャップ５８の嵌合時、嵌合部５８ａによって外方部材５２の嵌合面にスリット状の圧入傷が付くと共に、環状突起６２ａが部分的に潰れて嵌合部５８ａの気密性が損なわれる恐れがある。

本発明は、キャップ圧入時、外方部材の圧入傷の発生を防止すると共に、キャップに接合された弾性部材の損傷を防止し、嵌合部の気密性を高めて信頼性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することを目的とする。

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、外周に車体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とからなり、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、前記外方部材と内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の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装着されシールと、インナー側の開口部に装着されたキャップと、を備え、このキャップが、前記外方部材の内側嵌合面に圧入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、前記内方部材のインナー側の端部を覆う底部を備え、前記嵌合部のインナー側の端部外周に合成ゴムからなる弾性部材が加硫接着により一体に接合され、この弾性部材が前記嵌合部の外径よりも径方向外方に突出して形成された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内周が、前記キャップが圧入される内側嵌合面と、この内側嵌合面から段部を介してインナー側に形成され、前記内側嵌合面よりも大径の逃げ面とで構成されると共に、前記逃げ面が開口側に向って漸次拡径するテーパ状に形成され、前記弾性部材が弾性変形して当該逃げ面に圧着されるテーパ面を有している。

このように、外方部材と内方部材との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装着されシールと、インナー側の開口部に装着されたキャップと、を備えこのキャップが、外方部材の内側嵌合面に圧入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、内方部材のインナー側の端部を覆う底部を備え、嵌合部のインナー側の端部外周に合成ゴムからなる弾性部材が加硫接着により一体に接合され、この弾性部材が嵌合部の外径よりも径方向外方に突出して形成された車輪用軸受装置において、外方部材のインナー側の端部内周が、キャップが圧入される内側嵌合面と、この内側嵌合面から段部を介してインナー側に形成され、内側嵌合面よりも大径の逃げ面とで構成されると共に、逃げ面が開口側に向って漸次拡径するテーパ状に形成され、弾性部材が弾性変形して当該逃げ面に圧着されるテーパ面を有しているので、キャップの嵌合部と弾性部材の圧入面が同一径ではなく径差が設けられ、この段部を介して大径の逃げ面が形成されているため、キャップの嵌合時、例えば、キャップの嵌合部によって外方部材の内側嵌合面にスリット状の圧入傷がついても、この部位は圧入嵌合とならず、弾性部材が部分的に潰れて損傷するのを防止し、キャップの嵌合部の気密性を高めて信頼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。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記逃げ面の内径が前記内側嵌合面の内径の公差最大値よりも大径になるように設定されていれば、キャップの嵌合時、逃げ面に対して弾性部材が圧入嵌合とならず、弾性部材によって外方部材の内側嵌合面にスリット状の圧入傷が付くのを確実に防止することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記内輪に円周方向に特性を交互に、かつ等間隔に変化させたパルサリングが外嵌されると共に、前記キャップが非磁性の鋼板から形成され、回転速度センサが衝合または近接されて当該キャップを介して前記パルサリングに所定の軸方向エアギャップを介して対峙されていれば、回転速度センサの感知性能に悪影響を及ぼさずにエアギャップを小さく設定することが可能になり、検出精度を高めることができると共に、軸受空間の密封性の向上を図ることができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記外方部材の内側嵌合部の開口部側に前記逃げ面を介して外側嵌合面が形成され、この外側嵌合面にセンサキャップが所定のシメシロを介して圧入されると共に、前記センサキャップが、前記外方部材の外側嵌合面に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向外方に重合して延び、前記外方部材のインナー側の端面に密着する鍔部と、この鍔部から前記外方部材のインナー側の開口部を閉塞する底部とを備え、この底部の前記パルサリングに対応する水平位置に嵌挿孔が形成され、この嵌挿孔に前記回転速度センサが装着されていれば、剛性を高めて回転速度センサの位置決め精度を向上させることができると共に、車輪からの横方向荷重により外方部材と内方部材が相対的に傾いた状態においても、回転速度センサとパルサリングとのエアギャップ変動を抑制することができ、安定した検出精度を得ることができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記センサキャップにカチオン電着塗装からなる防錆皮膜が形成されていれば、センサキャップの嵌合部が長期間に亘って発錆するのを防止することができ、外方部材の嵌合部との間で良好な気密性が得られる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、外周に車体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とからなり、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、前記外方部材と内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の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装着されシールと、インナー側の開口部に装着されたキャップと、このキャップが、前記外方部材の内側嵌合面に圧入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、前記内方部材のインナー側の端部を覆う底部を備え、前記嵌合部のインナー側の端部外周に合成ゴムからなる弾性部材が加硫接着により一体に接合され、この弾性部材が前記嵌合部の外径よりも径方向外方に突出して形成された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内周が、前記キャップが圧入される内側嵌合面と、この内側嵌合面から段部を介してインナー側に形成され、前記内側嵌合面よりも大径の逃げ面とで構成されると共に、前記逃げ面が開口側に向って漸次拡径するテーパ状に形成され、前記弾性部材が弾性変形して当該逃げ面に圧着されるテーパ面を有しているので、キャップの嵌合部と弾性部材の圧入面が同一径ではなく径差が設けられ、この段部を介して大径の逃げ面が形成されているため、キャップの嵌合時、例えば、キャップの嵌合部によって外方部材の内側嵌合面にスリット状の圧入傷がついても、この部位は圧入嵌合とならず、弾性部材によって外方部材の内側嵌合面にスリット状の圧入傷が付くのを防止することができると共に、弾性部材が部分的に潰れて損傷するのを防止し、キャップの嵌合部の気密性を高めて信頼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。

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である。 図１の検出部を示す要部拡大図である。 図１のドレーン部を示す要部拡大図である。 図１のキャップの嵌合部を示す要部拡大図である。 図１の車輪用軸受装置の変形例を示す要部拡大図である。 図１のキャップ嵌合部の変形例を示す要部拡大図である。 図１のキャップ嵌合部の他の変形例を示す要部拡大図である。 図１のキャップ嵌合部の他の変形例を示す要部拡大図である。 従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。 図９のセンサキャップの嵌合部を示す要部拡大図である。

外周に車体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の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面から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、前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、前記外方部材と内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の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装着されシールと、前記内輪に外嵌された磁気エンコーダと、前記外方部材のインナー側の端部に嵌着されるカップ状のキャップと、さらにそのインナー側の端部に嵌着され、径方向外方部に回転速度センサが装着されるカップ状のセンサキャップと、を備え、前記回転速度センサが前記磁気エンコーダに所定の軸方向エアギャップを介して対峙される車輪用軸受装置において、前記キャップが非磁性の鋼板からプレス加工により形成され、前記外方部材のインナー側の端部内周に圧入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、前記磁気エンコーダに僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部とを備え、この円板部に前記回転速度センサが衝合または近接され、当該キャップを介して前記磁気エンコーダに対向配置されると共に、前記外方部材のインナー側の端部内周が、前記キャップが圧入される内側嵌合面と、この内側嵌合面から段部を介してインナー側に形成され、前記内側嵌合面よりも大径の逃げ面とで構成され、前記嵌合部のインナー側の端部外周に合成ゴムからなる弾性部材が加硫接着により一体に接合され、この弾性部材が前記嵌合部の外径よりも径方向外方に突出して形成されて前記逃げ面に弾性変形して圧着されている。

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は、図１のドレーン部を示す要部拡大図、図４は、図１のキャップの嵌合部を示す要部拡大図、図５は、図１の車輪用軸受装置の変形例を示す要部拡大図、図６は、図１のキャップ嵌合部の変形例を示す要部拡大図、図７は、図１のキャップ嵌合部の他の変形例を示す要部拡大図、図８は、図１のキャップ嵌合部の他の変形例を示す要部拡大図である。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。

この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、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。

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にはハブボルト６ａが周方向等配に植設されている。

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すると共に、小径段部４ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部４ｃによって内輪５が軸方向に固定されている。これにより、軽量・コンパクト化を図ることができる。なお、内輪５および転動体３、３はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

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８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４ｃは鍛造加工後の表面硬さの生のままとされている。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４ｃの塑性加工をスムーズに行うことができる。

外方部材２は、外周にナックル９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、この車体取付フランジ２ｂのインナー側にナックル（図示せず）に嵌合される円筒状のパイロット部２ｃが形成され、内周に内方部材１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。これら両転走面間に複列の転動体３、３が収容され、保持器７、７によって転動自在に保持されている。そして、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アウター側の開口部にシール８が装着されると共に、インナー側の開口部には後述するキャップ１４が装着され、軸受内部に封入された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。

外方部材２は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。

シール８は、外方部材２のアウター側の端部内周に圧入された芯金９と、この芯金９に加硫接着によって一体に接合されたシール部材１０とからなる一体型シールで構成されている。芯金９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が略Ｌ字状に形成されている。

一方、シール部材１０はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延び、断面が円弧状に形成された基部６ｂの外周面に所定の軸方向シメシロを介して摺接するサイドリップ１０ａとダストリップ１０ｂおよび径方向内方に傾斜して延び、基部６ｂの外周面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１０ｃを有している。そして、芯金９の外表面を覆うように、シール部材１０が回り込んで接合され、所謂ハーフメタル構造をなしている。これにより、気密性を高めて軸受内部を保護することができる。

なお、シール部材１０の材質としては、例示した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。

なお、ここでは、転動体３、３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、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。

本実施形態では、内輪５の外周にパルサリング１１が圧入されている。このパルサリング１１は、図２に拡大して示すように、円環状に形成された支持環１２と、この支持環１２の側面に加硫接着等で一体に接合された磁気エンコーダ１３とで構成されている。この磁気エンコーダ１３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。

支持環１２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断面略Ｌ字状に形成され、内輪５に圧入される円筒部１２ａと、この円筒部１２ａから径方向外方に延びる立板部１２ｂとを有している。そして、この立板部１２ｂのインナー側の側面に磁気エンコーダ１３が接合されている。

ここで、外方部材２にキャップ１４が装着され、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１４は、耐食性を有し、後述する回転速度センサ２２の感知性能に悪影響を及ぼさないように、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼板からプレス加工によってカップ状に形成され、外方部材２のインナー側の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部１４ａと、この嵌合部１４ａから縮径部１４ｂを介して磁気エンコーダ１３に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部１４ｃと、この円板部１４ｃからアウター側に膨出する屈曲部１４ｄを介して内方部材（図示せず）のインナー側の端部を覆う底部１４ｅを備えている。

キャップ１４は、縮径部１４ｂの外周面にＮＢＲ等の合成ゴムからなる弾性部材１５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１５は、キャップ１４の円板部１４ｃの側面からインナー側に突出して回転速度センサ２２に干渉しないように接合され、嵌合部１４ａの外径より径方向外方に突出する環状突起１５ａを備えている。

外方部材２の端部内周には、図４に拡大して示すように、キャップ１４の嵌合部１４ａが圧入される内側嵌合面１６と、この内側嵌合面１６からインナー側にテーパ状の段部１７を介して内側嵌合面１６よりも大径の逃げ面１８が形成されている。そして、外方部材２の内側嵌合面１６がビビリ高さ３μｍ以下に規制されると共に、弾性部材１５の環状突起１５ａがキャップ１４の嵌合時に外方部材２の逃げ面１８に弾性変形して圧着され、嵌合部１４ａの気密性を高めている。

本実施形態では、外方部材２の端部内周が、内側嵌合面１６と、この内側嵌合面１６から段部１７を介してインナー側に形成された逃げ面１８とで構成され、内側嵌合面１６にキャップ１４の嵌合部１４ａが圧入されると共に、内側嵌合面１６より大径の逃げ面１８に弾性部材１５が圧入されるので、キャップ１４の嵌合時、例えば、キャップ１４の嵌合部１４ａによって外方部材２の内側嵌合面１６にスリット状の圧入傷がついても、この部位は圧入嵌合とならず、環状突起１５ａによって外方部材２の内側嵌合面１６にスリット状の圧入傷が付くのを防止することができると共に、環状突起１５ａが部分的に潰れて損傷するのを防止し、キャップ１４の嵌合部１４ａの気密性を高めて信頼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。

前述した逃げ面１８の内径Ｄｒは内側嵌合面１６の内径Ｄｓよりも大径に形成されるが、具体的には、逃げ面１８の内径Ｄｒは内側嵌合面１６の内径Ｄｓの公差最大値よりも大径になるように設定されている。これにより、キャップ１４の嵌合部１４ａと弾性部材１５の圧入面が同一径ではなく径差が設けられるため、キャップ１４の嵌合時、環状突起１５ａによって外方部材２の内側嵌合面１６にスリット状の圧入傷が付くのを確実に防止することができる。

本実施形態では、図２に示すように、キャップ１４のインナー側に、さらにセンサキャップ１９が装着されている。具体的には、外方部材２の逃げ面１８の開口部側（インナー側）に所定の段差を介して外側嵌合面２０が形成され、センサキャップ１９はこの外側嵌合面２０に所定のシメシロを介して圧入されている。この外側嵌合面２０は、複列の外側転走面２ａ、２ａと、キャップ１４が圧入される内側嵌合面１６と総型砥石によって同時研削されている。これにより、キャップ１４の圧入ストロークを最小限に抑えて組立作業性が向上すると共に、各嵌合面１６、２０の真円度や同軸度等の精度が向上し、各嵌合部の気密性が高くなる。また、同時研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。

このセンサキャップ１９は防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工によってカップ状に形成され、外方部材２のインナー側の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部１９ａと、この嵌合部１９ａから径方向外方に重合して延び、外方部材２のインナー側の端面２ｄに密着する鍔部１９ｂと、この鍔部１９ｂから外方部材２のインナー側の開口部を閉塞する底部１９ｃとを備えている。このセンサキャップ１９の底部１９ｃには磁気エンコーダ１３に対応する水平位置に嵌挿孔２１が形成され、この嵌挿孔２１に回転速度センサ２２が嵌挿される。

このように、センサキャップ１９が外方部材２の端面２ｄに密着する鍔部１９ｂを備えているので、剛性を高めて回転速度センサの位置決め精度を向上させることができると共に、嵌挿孔２１が水平位置に形成され、この嵌挿孔２１に回転速度センサ２２が装着されていれば、車輪からの横方向荷重により外方部材２と内方部材１が相対的に傾いた状態においても、回転速度センサ２２と磁気エンコーダ１３とのエアギャップ変動を抑制することができ、安定した検出精度を得ることができる。

また、外側キャップ１９の中心部に形成された穿孔２３に、底部１９ｃの軸受内方側（アウター側）に固定ナット２４が加締加工により固定されている。固定ナット２４の固定方法は、これ以外にも、例えば、溶接、接着、圧入等であっても良い。そして、センサキャップ１９の嵌挿孔２１に嵌挿された回転速度センサ２２が、取付部材２５を介して取付ボルト２６を固定ナット２４に締結することによって固定されている。このように、取付ボルト２６の締結により固定ナット２４が底部１９ｃの内側面に引き込まれるため、固定ナット２４の加締だけで脱落を防止することができる。

回転速度センサ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アンチロックブレーキシステムを構成している。そして、この回転速度センサ２２がキャップ１４の円板部１４ｃに衝合または近接するまで挿入されている。これにより、所望のエアギャップが得られ、煩雑なエアギャップ調整を省いて組立作業性の向上が図れると共に、縮径部１４ｂに合成ゴムからなる弾性部材１５が設けられたキャップ１４により軸受内部を密封することができ、密封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。

センサキャップ１９にはカチオン電着塗装によって防錆皮膜が形成されている。なお、カチオン電着塗装は、正電極に対して、製品側を負電極として通電するものであるが、負電極に対して、製品側を正電極として通電するアニオン型の電着塗装であっても良い。このアニオン型の電着塗装の場合、塗装色の安定性や焼付温度を低く設定できる特徴を備えているが、この種のセンサキャップ１９においては、防錆力と密着力に優れた強力な塗装膜が形成できるエポキシ樹脂系等からなるカチオン電着塗装の方が好ましい。

このように、本実施形態では、センサキャップ１９にカチオン電着塗装からなる防錆皮膜が形成されているので、センサキャップ１９の嵌合部１９ａが長期間に亘って発錆するのを防止することができ、外方部材２の外側嵌合面２０および端面２ｄとの間で良好な気密性が得られる。

なお、前述したシール８においても、図示しないが、芯金９の嵌合部にシール部材１０が回り込むハーフメタル構造においても、外方部材２のアウター側の端部内周に嵌合面と、この嵌合面から段部を介して嵌合面よりも大径の逃げ面を設け、この逃げ面にシール部材１０の一部を圧着させるようにしても良い。

また、本実施形態では、図３に示すように、センサキャップ１９の底部１９ｃの径方向外方側にドレーン２７が形成されている。このドレーン２７は、嵌合部１９ａと底部１９ｃの路面に近い側の膨出部２８に形成されている。膨出部２８は、底部１９ｂからインナー側に所定の寸法Ｌだけ突出して形成されている。この膨出部２８は、ナックル（図示せず）が外方部材２の端面２ｄと面一ではなく、インナー側に突出している場合に有効である。すなわち、センサキャップ１９の膨出部２８にドレーン２７を径方向に貫通して形成することにより、センサキャップ１９内に外部から雨水等の異物が浸入したとしても、この膨出部２８部分に流動落下し、ナックルに妨害されることなく容易に異物を外部に効果的に排出することができる。

前述した実施形態では、キャップ１４のインナー側にセンサキャップ１９が装着された、所謂二重キャップ構造を例示したが、これに限らず、外方部材の端部内周に単一のキャップを装着した構造でも良い。すなわち、図５に示すように、外方部材２’の端部内周に、キャップ１４の嵌合部１４ａが圧入される嵌合面１６’と、この嵌合面１６’からインナー側にテーパ状の段部１７’を介して嵌合面１６’より大径の逃げ面１８’が形成されている。そして、弾性部材１５の環状突起１５ａがキャップ１４の嵌合時に外方部材２’の逃げ面１８’に弾性変形して圧着され、嵌合部１４ａの気密性を高めている。

このように、外方部材２’の端部内周が、嵌合面１６’と、この嵌合面１６’から段部１７’を介してインナー側に形成された逃げ面１８’とで構成され、嵌合面１６’にキャップ１４の嵌合部１４ａが圧入されると共に、嵌合面１６’より大径の逃げ面１８’に弾性部材１５が圧入されるので、キャップ１４の嵌合時、環状突起１５ａによって外方部材２’の嵌合面１６’にスリット状の圧入傷が付くのを防止することができると共に、環状突起１５ａが部分的に潰れて損傷するのを防止し、キャップ１４の嵌合部１４ａの気密性を高めて信頼性の向上を図ることができる。

図６にキャップ嵌合部の変形例を示す。このキャップ２９は、耐食性を有し、回転速度センサ２２の感知性能に悪影響を及ぼさないように、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼板からプレス加工によってカップ状に形成され、外方部材２のインナー側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から磁気エンコーダ１３に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部２９ｂを備えている。

キャップ２９は、嵌合部２９ａの外周面にＮＢＲ等の合成ゴムからなる弾性部材３０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３０は、キャップ２９の円板部２９ｂの側面からインナー側に突出して回転速度センサ２２に干渉しないように接合され、嵌合部２９ａの外径より径方向外方に突出し、テーパ面を有する環状突起３０ａを備えている。

外方部材３１の端部内周には、キャップ２９の嵌合部２９ａが圧入される内側嵌合面１６と、この内側嵌合面１６からインナー側にテーパ状の段部１７を介して開口側に向って漸次拡径するテーパ状の逃げ面３２が形成されている。そして、弾性部材３０の環状突起３０ａがキャップ２９の嵌合時に外方部材３１の逃げ面３２に弾性変形して圧着されている。本実施形態では、テーパ面を有する環状突起３０ａが外方部材３１の逃げ面３２に楔状に食い込んで圧着されるので、嵌合部２９ａの気密性を一層高めることができる。

図７にキャップ嵌合部の他の変形例で、前述したキャップ２９の弾性部材３０の構成が異なる。このキャップ２９は、外方部材２のインナー側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から磁気エンコーダ１３に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部２９ｂを備えている。そして、嵌合部２９ａの外周面にＮＢＲ等の合成ゴムからなる弾性部材３３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３３は、円板部２９ｂの側面からインナー側に突出して回転速度センサ２２に干渉しないように接合され、弾性部材３３がキャップ２９の嵌合時に外方部材２の逃げ面１８に弾性変形して圧着されている。本実施形態では、前述した環状突起が外方部材２の逃げ面１８に圧着されるのではなく、弾性部材３３の外周面全体が圧着されるので、嵌合部２９ａの気密性を一層高めることができる。

図８にキャップ嵌合部の他の変形例で、前述したキャップ２９の弾性部材３０の構成が異なる。このキャップ２９は、外方部材２のインナー側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から磁気エンコーダ１３に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板部２９ｂを備えている。そして、嵌合部２９ａの外周面にＮＢＲ等の合成ゴムからなる弾性部材３４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３４は、円板部２９ｂの側面からインナー側に突出して回転速度センサ２２に干渉しないように接合され、弾性部材３３がキャップ２９の嵌合時に外方部材２の段部１７と逃げ面１８に弾性変形して圧着されている。これにより、弾性部材３３が外方部材２とキャップ２９との嵌合すきまを充足して圧着されるので、嵌合部２９ａの気密性を一層高めることができる。

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。

本発明に係る車輪用軸受装置は、従動輪用で、転動体がボール、円錐ころ等、あらゆる構造の内輪回転タイプで、外方部材のインナー側の端部にキャップが装着された車輪用軸受装置に適用することができる。

１ 内方部材
２、２’、３１ 外方部材
２ａ 外側転走面
２ｂ 車体取付フランジ
２ｃ パイロット部
２ｄ 外方部材のインナー側の端面
３ 転動体
４ ハブ輪
４ａ、５ａ 内側転走面
４ｂ 小径段部
４ｃ 加締部
５ 内輪
６ 車輪取付フランジ
６ａ ハブボルト
６ｂ 車輪取付フランジのインナー側の基部
７ 保持器
８ シール
９ 芯金
１０ シール部材
１０ａ サイドリップ
１０ｂ ダストリップ
１０ｃ グリースリップ
１１ パルサリング
１２ 支持環
１２ａ 円筒部
１２ｂ 立板部
１３ 磁気エンコーダ
１４、２９ キャップ
１４ａ、１９ａ、２９ａ 嵌合部
１４ｂ 縮径部
１４ｃ、２９ｂ 円板部
１４ｄ 屈曲部
１４ｅ 底部
１５、３０、３３、３４ 弾性部材
１５ａ、３０ａ 環状突起
１６ 内側嵌合面
１６’ 嵌合面
１７、１７’ 段部
１８、１８’、３２ 逃げ面
１９ センサキャップ
１９ｂ 鍔部
１９ｃ 底部
２０ 外側嵌合面
２１ 嵌挿孔
２２ 回転速度センサ
２３ 穿孔
２４ 固定ナット
２５ 取付部材
２６ 取付ボルト
２７ ドレーン
２８ 膨出部
５１ 内方部材
５２ 外方部材
５２ａ、５２ｂ 外側転走面
５２ｃ 車体取付フランジ
５３ａ、５３ｂ ボール
５４ ハブ輪
５４ａ、５５ａ 内側転走面
５４ｂ 小径段部
５４ｃ 加締部
５４ｄ 軸状部
５５ 内輪
５６ 車輪取付フランジ
５７ シール
５８ センサキャップ
５８ａ 嵌合部
５８ｂ 縮径部
５８ｃ 底部
５９ パルサリング
６０ 支持環
６１ 磁気エンコーダ
６２ 弾性部材
６２ａ 環状突起
６３ 回転速度センサ
６４ 円形凹所
６５ 固定ナット
６５ａ 雌ねじ
Ｄｓ 内側嵌合面の内径
Ｄｒ 逃げ面の内径
Ｌ 膨出部の底部からの突出量
ＰＣＤｉ 反車輪取付フランジ側のボール列のピッチ円直径
ＰＣＤｏ 車輪取付フランジ側のボール列のピッチ円直径
ｄｉ 反車輪取付フランジ側のボール列のボール径
ｄｏ 車輪取付フランジ側のボール列のボール径
Ｚｉ 反車輪取付フランジ側のボール列のボール数
Ｚｏ 車輪取付フランジ側のボール列のボール数

Claims (5)

1. 外周に車体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とからなり、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、
   前記外方部材と内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の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装着されたシールと、
   インナー側の開口部に装着されたキャップと、を備え、このキャップが、前記外方部材の内側嵌合面に圧入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、前記内方部材のインナー側の端部を覆う底部を備え、前記嵌合部のインナー側の端部外周に合成ゴムからなる弾性部材が加硫接着により一体に接合され、この弾性部材が前記嵌合部の外径よりも径方向外方に突出して形成された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内周が、前記キャップが圧入される内側嵌合面と、この内側嵌合面から段部を介してインナー側に形成され、前記内側嵌合面よりも大径の逃げ面とで構成されると共に、
   前記逃げ面が開口側に向って漸次拡径するテーパ状に形成され、前記弾性部材が弾性変形して当該逃げ面に圧着されるテーパ面を有していることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記逃げ面の内径が前記内側嵌合面の内径の公差最大値よりも大径になるように設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記内輪に円周方向に特性を交互に、かつ等間隔に変化させたパルサリングが外嵌されると共に、前記キャップが非磁性の鋼板から形成され、回転速度センサが衝合または近接されて当該キャップを介して前記パルサリングに所定の軸方向エアギャップを介して対峙されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記外方部材の内側嵌合部の開口部側に前記逃げ面を介して外側嵌合面が形成され、この外側嵌合面にセンサキャップが所定のシメシロを介して圧入されると共に、前記センサキャップが、前記外方部材の外側嵌合面に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向外方に重合して延び、前記外方部材のインナー側の端面に密着する鍔部と、この鍔部から前記外方部材のインナー側の開口部を閉塞する底部とを備え、この底部の前記パルサリングに対応する水平位置に嵌挿孔が形成され、この嵌挿孔に前記回転速度センサが装着されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
5. 前記センサキャップにカチオン電着塗装からなる防錆皮膜が形成されている請求項４に記載の車輪用軸受装置。

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