(57)【要約】【課題】軸受装置の内部に磁性体を含む異物が侵入しても磁気センサの誤検出を防止することができる車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】外輪２と、ハブ輪３、およびこのハブ輪３に圧入された少なくとも一つの内輪４からなる内方部材と、複列の転動体である一側ボール列５ａおよび他側ボール列５ｂと、内輪４の端部に設けられる磁気エンコーダ９と、外輪２に嵌合されているカバー１０と、カバー１０に設けられる磁気センサ１１と、を備えた車輪用軸受装置１であって、磁気エンコーダ９の表面、カバー１０のエンコーダ側表面および磁気センサ１１の検出面１１ｃのうち少なくとも一つの面に繊維である短繊維Ｆｉが植毛されている。【選択図】図２
2018028490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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り付け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、
前記内方部材と前記外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、
前記内方部材のインナー側の端部に設けられる磁気エンコーダと、
前記外方部材のインナー側の開口部に嵌合されている円筒状のカバーと、
検出面が前記磁気エンコーダに対向するようにして前記カバーに設けられる磁気センサと、
を備えた車輪用軸受装置であって、
前記磁気エンコーダの表面、前記カバーのエンコーダ側表面および前記磁気センサの検出面のうち少なくとも一つの面に柔軟性構造体が設けられている車軸用軸受装置。
【請求項２】
前記柔軟性構造体が前記磁気エンコーダの表面に設けられる場合、前記柔軟性構造体の先端が前記磁気センサの検出面に接触し、
前記柔軟性構造体が前記カバーのエンコーダ側表面に設けられる場合、前記柔軟性構造体の先端が前記磁気エンコーダの表面に接触し、
前記柔軟性構造体が前記磁気センサの検出面に設けられる場合、前記柔軟性構造体の先端が前記磁気エンコーダの表面に接触するように構成される請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記柔軟性構造体が前記磁気エンコーダの表面に設けられる場合、設置範囲の径方向幅が前記磁気センサの検出面の径方向幅以上であり、
前記柔軟性構造体が前記カバーのエンコーダ側表面に設けられる場合、設置範囲の径方向幅が前記磁気エンコーダの表面の径方向幅以上であり、
前記柔軟性構造体が前記磁気センサの検出面に設けられる場合、設置範囲の径方向幅が前記磁気センサの検出面の径方向幅以上である請求項１または請求項２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記柔軟性構造体が繊維材、大小の孔が無数に形成された多孔質の樹脂材または軟質の樹脂材からなる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記柔軟性構造体が繊維材の場合、繊維材が静電吹き付け植毛されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車輪用軸受装置。
【請求項６】
前記柔軟性構造体が設置の態様に応じて着色されている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車輪用軸受装置に関する。詳しくは、回転速度検出装置を備える車輪用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の懸架装置において車輪を回転自在に支持し、車輪の回転速度を検出する回転速度検出装置を備えた車輪用軸受装置が知られている。車輪用軸受装置は、車輪に接続されるハブ輪が転動体を介して回転自在に支持されている。ハブ輪には、車両側の等速自在継手が接続されている。また、車輪用軸受装置の回転速度検出装置は、円周方向に異なる磁極が交互に着磁された円環状の磁気エンコーダと磁気センサとから構成されている。車輪用軸受装置は、ハブ輪に固定された内輪に磁気エンコーダが固定され、ハブ輪と一体的に回転しない部分である外輪に磁気センサが配置されている。車輪用軸受装置は、ハブ輪と一体的に回転する磁気エンコーダが磁気センサ近傍を通過する際の磁性の変化の間隔からハブ輪に接続される車輪の回転速度を検出することができる。
【０００３】
このような車輪用軸受装置において、回転速度検出装置の磁気エンコーダへの飛石等による破損、泥土や磁性体等の付着による誤検出を防止するために磁気エンコーダをカバーによって保護しているものがある。車輪用軸受装置の外輪の開口部を非磁性体のカバーで覆うことで外輪の内部に磁気エンコーダを密閉するものである。このように構成することで、車輪用軸受装置は、磁気エンコーダを飛石や泥土から保護しつつ、磁気センサによって磁気エンコーダの磁性の変化を検出することができる。例えば、特許文献１に記載の如くである。
【０００４】
特許文献１に記載の車輪用軸受装置は、カバーに形成されている円孔を通じて等速自在継手の外側継手部材がハブ輪に嵌合されている。車輪用軸受装置は、カバーの円孔の内縁と外側継手部材の外周面との間に僅かな径方向隙間を有するように構成されている。これにより、車輪用軸受装置は、カバーと外側継手部材との隙間にラビリンスシールが構成され、磁気エンコーダと磁気センサの検出部との間に外部からの異物の侵入を防止している。しかし、車輪用軸受装置の磁気エンコーダや磁気センサは、ラビリンスシールを介しているが外部に暴露されているので異物が内部に侵入して回転する磁気エンコーダの表面や固定された磁気センサの検出面に付着する可能性がある。車輪用軸受装置は、磁気エンコーダの表面や磁気センサの検出面に付着した異物に砂鉄や錆等の磁性体がふくまれている場合、磁気センサの誤検出が発生して正確な回転速度を算出できない場合あった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１４５４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、軸受装置の内部に磁性体を含む異物が侵入しても磁気エンコーダの表面および磁気センサの検出面の摩耗や磁気センサの誤検出を防止することができる車輪用軸受装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
即ち、車輪用軸受装置は、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り付け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、前記内方部材と前記外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、前記内方部材のインナー側の端部に設けられる磁気エンコーダと、前記外方部材のインナー側の開口部に嵌合されている円筒状のカバーと、検出面が前記磁気エンコーダに対向するようにして前記カバーに設けられる磁気センサと、を備えた車輪用軸受装置であって、前記磁気エンコーダの表面、前記カバーのエンコーダ側表面および前記磁気センサの検出面のうち少なくとも一つの面に柔軟性構造体が設けられているものである。
【０００８】
車輪用軸受装置は、前記柔軟性構造体が前記磁気エンコーダの表面に設けられる場合、前記柔軟性構造体の先端が前記磁気センサの検出面に接触し、前記柔軟性構造体が前記カバーのエンコーダ側表面に設けられる場合、前記柔軟性構造体の先端が前記磁気エンコーダの表面に接触し、前記柔軟性構造体が前記磁気センサの検出面に設けられる場合、前記柔軟性構造体の先端が前記磁気エンコーダの表面に接触するように構成されるものである。
【０００９】
車輪用軸受装置は、前記柔軟性構造体が前記磁気エンコーダの表面に設けられる場合、設置範囲の径方向幅が前記磁気センサの検出面の径方向幅以上であり、前記柔軟性構造体が前記カバーのエンコーダ側表面に設けられる場合、設置範囲の径方向幅が前記磁気エンコーダの表面の径方向幅以上であり、前記柔軟性構造体が前記磁気センサの検出面に設けられる場合、設置範囲の径方向幅が前記磁気センサの検出面の径方向幅以上であるものである。
【００１０】
車輪用軸受装置は、前記柔軟性構造体が繊維材、軟質発泡材、または軟質樹脂材からなるものである。
【００１１】
車輪用軸受装置は、前記柔軟性構造体が繊維材の場合、繊維材が静電吹き付け植毛されているものである。
【００１２】
車輪用軸受装置は、前記柔軟性構造体が設置の態様に応じて着色されているものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１４】
即ち、車輪用軸受装置によれば、ハブ輪の回転に伴って磁気センサおよびカバーに対して磁気エンコーダが相対的に移動することにより磁気センサの検出面と磁気エンコーダの表面とに付着した異物が柔軟性構造体によって払い落とされる。これにより、車輪用軸受装置の内部に磁性体を含む異物が侵入しても磁気エンコーダの表面および磁気センサの検出面の摩耗や磁気センサの誤検出を防止することができる。
【００１５】
車輪用軸受装置によれば、柔軟性構造体が接触することによる磁気センサの検出面または磁気エンコーダの表面の摩耗等を最小限にしつつ、それぞれの表面に付着した異物が柔軟性構造体によって払い落とされる。これにより、これにより、車輪用軸受装置の内部に磁性体を含む異物が侵入しても磁気エンコーダの表面および磁気センサの検出面の摩耗や磁気センサの誤検出を防止することができる。
【００１６】
車輪用軸受装置によれば、磁気センサの検出面と磁気エンコーダの表面とのうち磁気センサによる磁力の検出に必要な部分に付着した異物が柔軟性構造体によって払い落とされる。これにより、車輪用軸受装置の内部に磁性体を含む異物が侵入しても磁気エンコーダの表面および磁気センサの検出面の摩耗や磁気センサの誤検出を防止することができる。
【００１７】
車輪用軸受装置によれば、柔軟性構造体が繊維から構成されることで植毛方向の規則性に基づく植毛の隙間が生じないので異物の払い残しがない。これにより、車輪用軸受装置の内部に磁性体を含む異物が侵入しても磁気エンコーダの表面および磁気センサの検出面の摩耗や磁気センサの誤検出を防止することができる。
【００１８】
車輪用軸受装置によれば、柔軟性構造体は、磁気センサと磁気エンコーダとの種類、設置される位置、範囲、短繊維の長さ等に応じて着色されているため、組み立て時に異品混入等による誤組み立てを防止できる。これにより、車輪用軸受装置の内部に磁性体を含む異物が侵入しても磁気エンコーダの表面および磁気センサの検出面の摩耗や磁気センサの誤検出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】車輪用軸受装置の第一実施形態における全体構成を示す斜視図。
【図２】車輪用軸受装置の第一実施形態における全体構成を示す断面図。
【図３】（ａ）車輪用軸受装置の第一実施形態における図２のＡ矢視断面図、（ｂ）同じく図２におけるＣ部分の部分断面拡大図。
【図４】（ａ）車輪用軸受装置の第一実施形態における磁気エンコーダに付着した異物が植毛範囲よりも上流側にある状態を示す模式図、（ｂ）同じく異物が繊維によって払われている状態を示す模式図、（ｃ）同じく異物が繊維によって完全に払われた状態を示す模式図。
【図５】（ａ）車輪用軸受装置の第二実施形態における図２のＡ矢視断面図、（ｂ）同じく図２におけるＤ部分の部分断面拡大図。
【図６】（ａ）車輪用軸受装置の第三実施形態における図２のＢ矢視断面図、（ｂ）同じく図２におけるＤ部分の部分断面拡大図。
【図７】（ａ）車輪用軸受装置の第三実施形態における異物が付着した磁気センサが植毛範囲よりも上流側にある状態を示す模式図、（ｂ）同じく異物が繊維によって払われている状態を示す模式図、（ｃ）同じく異物が繊維によって絡み取られている状態を示す模式図。
【図８】（ａ）車輪用軸受装置の第四実施形態における図２のＡ矢視断面図に相当する図、（ｂ）同じく図２におけるＣ部分の部分断面拡大図に相当する図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、図１と図２とを用いて、車輪用軸受装置の第一実施形態である車輪用軸受装置１について説明する。
【００２１】
図１と図２とに示すように、車輪用軸受装置１は、自動車等の車両の懸架装置において車輪を回転自在に支持するものである。車輪用軸受装置１は、外輪２、ハブ輪３、内輪４、転動列である二列の一側ボール列５ａ（図２参照）、他側ボール列５ｂ（図２参照）、一側（インナー側）シール部材６（図２参照）、他側（アウター側）シール部材７（図２参照）および回転速度検出装置８を具備する。
【００２２】
図２に示すように、外方部材である外輪２は、複列の一側ボール列５ａと他側ボール列５ｂとを介して内方部材（ハブ輪３と内輪４）を回転自在に支持するものである。外輪２は、略円筒状に形成されたＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。外輪２の一側（インナー側）端部には、一側シール部材６が嵌合可能な一側開口部２ａが形成されている。外輪２の他側（アウター側）端部には、他側シール部材７が嵌合可能な他側開口部２ｂが形成されている。外輪２の内周面には、一側開口部２ａの近傍に一側ボール列５ａが転走する環状の一側の外側転走面２ｃが形成されている。同様に、外輪２の内周面には、他側開口部２ｂの近傍に他側ボール列５ｂが転走する環状の他側（後述の車輪取り付けフランジ３ｂ側）の外側転走面２ｄが形成されている。
【００２３】
一側の外側転走面２ｃと他側の外側転走面２ｄとは、周方向に互いに平行になるように形成されている。一側の外側転走面２ｃと他側の外側転走面２ｄとのピッチ円直径は、等しい大きさに構成されている。なお、一側の外側転走面２ｃと他側の外側転走面２ｄとのピッチ円直径は、異なる大きさに構成してもよい。一側の外側転走面２ｃと他側の外側転走面２ｄとには、高周波焼き入れよって表面硬さを５８〜６２ＨＲＣの範囲とする硬化層が形成されている。外輪２の一側の外周面には、図示しない懸架装置のナックルに取り付けるための車体取り付けフランジ２ｅが一体に形成されている。車体取り付けフランジ２ｅの取り付け面である一側面および他側面は、切削加工等の機械加工が施されている。
【００２４】
内方部材を構成するハブ輪３は、図示しない車両の車輪を回転自在に支持するものである。ハブ輪３は、円筒状に形成されたＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。ハブ輪３の一側端部（インナー側）には、外周面に縮径された小径段部３ａが形成されている。ハブ輪３の他側端部（アウター側）には、車輪を取り付けるための車輪取り付けフランジ３ｂが一体的に形成されている。ハブ輪３の他側（車輪取り付けフランジ３ｂ側）の外周面には、周方向に環状の内側転走面３ｃと環状のシール摺動面３ｄとが形成されている。車輪取り付けフランジ３ｂには、円周等配位置にハブボルト３ｅが設けられている。ハブ輪３の内周面にはトルク伝達用のセレーション３ｆ（またはスプライン）が形成されている。
【００２５】
ハブ輪３の一側端部の小径段部３ａは、内方部材を構成する内輪４が圧入されている。内輪４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。内輪４の外周面には、周方向に環状の内側転走面４ａが形成されている。ハブ輪３の内側転走面３ｃと内輪４の内側転走面４ａとのピッチ円直径は、等しい大きさに構成されている。内輪４は、圧入により所定の予圧が付与された状態でハブ輪３の一側端部に一体的に固定されている。つまり、ハブ輪３の一側には、内輪４によって内側転走面４ａが構成されている。ハブ輪３は、一側の小径段部３ａから他側のシール摺動面３ｄまでを高周波焼き入れにより表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲とする硬化層が形成されている。これにより、ハブ輪３は、車輪取り付けフランジ３ｂに付加される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、ハブ輪３の耐久性が向上する。ハブ輪３は、一側端部の内輪４に形成されている内側転走面４ａが外輪２の一側の外側転走面２ｃに対向し、他側に形成されている内側転走面３ｃが外輪２の他側の外側転走面２ｄに対向するように配置されている。
【００２６】
転動列である一側ボール列５ａと他側ボール列５ｂとは、ハブ輪３を回転自在に支持するものである。一側ボール列５ａと他側ボール列５ｂとは、転動体である複数のボールが保持器によって環状に保持されている。一側ボール列５ａと他側ボール列５ｂとは、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。一側ボール列５ａは、内輪４に形成されている内側転走面４ａと、それに対向している外輪２の一側の外側転走面２ｃとの間に転動自在に挟まれている。他側ボール列５ｂは、ハブ輪３に形成されている内側転走面３ｃと、それに対向している外輪２の他側の外側転走面２ｄとの間に転動自在に挟まれている。つまり、一側ボール列５ａと他側ボール列５ｂとは、外輪２に対してハブ輪３と内輪４とを回転自在に支持している。車輪用軸受装置１は、外輪２とハブ輪３と内輪４と一側ボール列５ａと他側ボール列５ｂとから複列アンギュラ玉軸受が構成されている。なお、本実施形態において、車輪用軸受装置１には、複列アンギュラ玉軸受が構成されているがこれに限定されるものではなく、複列円錐ころ軸受等で構成されていても良い。
【００２７】
一側（インナー側）シール部材６は、外輪２と内輪４との隙間を塞ぐものである。一側シール部材６は、略円筒状のシール板６Ｂと一側端部に鍔を有する略円筒状のスリンガ６Ａとを具備する（図３（ｂ）参照）。シール板６Ｂは、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）等から構成され、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複数の一側シールリップが加硫接着されている。スリンガ６Ａは、シール板６Ｂと同等の鋼板から構成されている。一側シール部材６は、シール板６Ｂが外輪２の一側開口部２ａに嵌合され、スリンガ６Ａの円筒部分が内輪４に嵌合され、パックシールを構成している。スリンガ６Ａは、その鍔部分が外側（インナー側）に向くようにして内輪４に固定されている。一側シール部材６は、シール板６Ｂの一側シールリップが油膜を介してスリンガ６Ａと接触することでスリンガ６Ａに対して摺動可能に構成されている。これにより、一側シール部材６は、車輪用軸受装置１の内部からの潤滑グリースの漏れ、および外部からの雨水や粉塵等の侵入を防止する。
【００２８】
他側（アウター側）シール部材７は、図２に示すように、外輪２とハブ輪３との隙間を塞ぐものである。他側シール部材７はニトリルゴム等の合成ゴムからなる複数の他側シールリップが加硫接着によって略円筒状に形成された芯金に一体に接合されている。他側シール部材７は、外輪２の他側開口部２ｂに円筒部分が嵌合され、ハブ輪３のシール摺動面３ｄに複数の他側シールリップが接触している。他側シール部材７は、他側シールリップが油膜を介してハブ輪３のシール摺動面３ｄと接触することでハブ輪３に対して摺動可能に構成されている。これにより、他側シール部材７は、車輪用軸受装置１の内部からの潤滑グリースの漏れ、および外部からの雨水や粉塵等の侵入を防止する。
【００２９】
図１と図２とに示すように、回転速度検出装置８は、ハブ輪３と内輪４との軸回りの回転速度を検出するものである。回転速度検出装置８は、磁気エンコーダ９（図１、図２における薄い網掛け部分）とカバー１０（図１、図２における濃い網掛け部分）と磁気センサ１１とから構成されている。
【００３０】
磁気エンコーダ９は、フェライト等の磁性紛体が混入された合成ゴムが環状に形成され、周方向に等ピッチで磁極Ｎと磁極Ｓとに着磁されたものである。磁気エンコーダ９は、シール部材６を構成するスリンガ６Ａの一側（インナー側）端部に形成されている鍔部分に加硫接着によって一体に接合されている。すなわち、磁気エンコーダ９は、外輪２の一側開口部２ａに配置されている。また、磁気エンコーダ９は、スリンガ６Ａを介してハブ輪３および内輪４と一体的に回転可能に構成されている。スリンガ６Ａは、防錆性の向上と検出精度の安定性の向上のため強磁性体の鋼板、例えば、フェライト系のステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）や防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて形成されている。
【００３１】
カバー１０は、外輪２の一側（インナー側）開口部２ａを塞いで磁気エンコーダ９を保護するものである。カバー１０は、非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）等から構成されている。カバー１０は、プレス加工によって円筒状に形成され、円筒状の側部１０ａから軸心に向かって延びる円環支持部１０ｂが一体的に形成されている。つまり、カバー１０には、その軸心部分に所定の大きさの連通孔１０ｃが形成されている。カバー１０の側部１０ａは、その内径が外輪２の一側開口部２ａの外径よりも僅かに小さい内径に形成されている。
【００３２】
カバー１０は、側部１０ａの内周面に外輪２の一側開口部２ａの外周面が嵌合されている。これにより、カバー１０は、側部１０ａによって外輪２に固定され、一側開口部２ａ近傍に配置されている回転速度検出装置８の磁気エンコーダ９を保護している。さらに、カバー１０は、円環支持部１０ｂが所定の軸方向の隙間Ｇ１をあけて磁気エンコーダ９に対向するように配置されている（図３（ｂ）参照）。円環支持部１０ｂには、円弧状のセンサ用孔１０ｄが形成されている。また、円環支持部１０ｂには、センサ用孔１０ｄを覆うようにして磁気センサ１１が設けられている。さらに、円環支持部１０ｂには、カバー１０内部に入り込んだ粉塵や泥水等の異物を排出するドレーン孔１０ｅが形成されている（図１参照）。
【００３３】
磁気センサ１１は、磁気エンコーダ９の磁性を検出するものである。磁気センサ１１は、ホール素子、磁気抵抗素子（ＭＲ素子）等の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ＩＣが組み込まれた検出部１１ａと、信号線や電力線からなるハーネス部１１ｂとから構成されている。磁気センサ１１は、検出部１１ａにハーネス部１１ｂが接続されて構成されている。磁気センサ１１は、検出部１１ａが磁気エンコーダ９に対向するようにしてカバー１０の円環支持部１０ｂに固定されている。
【００３４】
図１に示すように、磁気センサ１１の検出部１１ａは、円環支持部１０ｂに沿う円弧状に形成されている。検出部１１ａには、略中央部分に磁気検出素子が配置され、磁気エンコーダ９の磁性を検出する検出面１１ｃが構成されている（図３（ａ）参照）。
図２に示すように、磁気センサ１１は、カバー１０の円環支持部１０ｂのインナー側（カバー１０の外側）の面に配置されている。この際、磁気センサ１１は、検出部１１ａの検出面１１ｃを含む側面がカバー１０のセンサ用孔１０ｄを通じて磁気エンコーダ９と対向するように配置されている。磁気センサ１１は、検出部１１ａがカバー１０に熱かしめ、一体成型、接着、ねじ等によって固定されている。磁気センサ１１は、磁気エンコーダ９から検出面１１ｃまでの隙間Ｇ２が所定のエアギャップ（軸方向すきま）になるように配置されている（図５（ｂ）参照）。磁気センサ１１は、ハブ輪３および内輪４と一体的に回転することにより交互に検出面１１ｃを通過する磁気エンコーダ９の各磁性の通過時間を検出する。
【００３５】
このように構成される車輪用軸受装置１は、外輪２とハブ輪３と内輪４と一側ボール列５ａと他側ボール列５ｂとから複列アンギュラ玉軸受が構成され、ハブ輪３と内輪４とが一側ボール列５ａと他側ボール列５ｂを介して外輪２に回転自在に支持されている。また、車輪用軸受装置１は、外輪２の一側開口部２ａと内輪４との隙間を一側シール部材６で塞がれ、外輪２の他側開口部２ｂとハブ輪３との隙間を他側シール部材７で塞がれている。これにより、車輪用軸受装置１は、内部からの潤滑グリースの漏れ、および外部からの雨水や粉塵等の侵入を防止しつつ、外輪２に支持されているハブ輪３が回転可能に構成されている。
【００３６】
さらに、車輪用軸受装置１は、一側シール部材６のスリンガ６Ａに設けられた磁気エンコーダ９と、外輪２に設けられたカバー１０と、カバー１０に設けられた磁気センサ１１とから回転速度検出装置８が構成されている。これにより、車輪用軸受装置１は、ハブ輪３および内輪４と一体的に回転する磁気エンコーダ９の磁性の変化を外輪２に固定されている磁気センサ１１により検出することでハブ輪３および内輪４の回転速度を検出可能に構成されている。車輪用軸受装置１は、ハブ輪３の内周面にその一側端部側からトルク伝達用のドライブシャフト１００がカバー１０の連通孔１０ｃを通じて嵌合されている。
【００３７】
次に、図２から図４を用いて、柔軟性構造体を構成する繊維の一種として回転速度検出装置８のカバー１０に植毛されている短繊維Ｆｉおよび短繊維Ｆｉの植毛の態様について詳細に説明する。
【００３８】
植毛に用いる繊維材の一種である短繊維Ｆｉは、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ナイロンなどのポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンテフタレートなどのポリエステル樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル、ビニロンなどの合成樹脂短繊維、カーボン短繊維、グラスファイバーなどの無機短繊維、レーヨン、アセテートなどの再生短繊維や、綿、絹、麻、羊毛などの天然短繊維等から構成されている。これらの短繊維は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。本実施形態において短繊維Ｆｉは、油による膨潤や溶解などが生じにくく化学的に安定であり、均質な短繊維を安価で多量に生産することができる合成樹脂短繊維が好適である。
【００３９】
短繊維Ｆｉの形状は、長さ０．５〜２．０ｍｍ、太さ０．５〜５０デシテックスのものが好ましく、植毛した面積あたりに短繊維Ｆｉの占める割合が１０〜３０％が好ましい。短繊維Ｆｉの形状は、ストレートやベンド（先端部が曲がった形状）でもよく、円形断面や多角形断面でもよい。
【００４０】
短繊維Ｆｉは、静電吹き付け植毛加工によってカバー１０の円環支持部１０ｂに植毛されている。静電吹き付け植毛加工は、任意に定めた範囲に多量の短繊維Ｆｉを短時間で密に、かつ各面に対して任意の角度で植毛する。静電吹き付け植毛加工は、植毛する範囲に接着剤を塗布し、短繊維Ｆｉを帯電させて接着剤塗布面に圧縮空気で吹き付けることで接着剤塗布面に対して任意の角度で植毛した後、乾燥工程・仕上げ工程を経て完了する。静電吹き付け植毛加工によって植毛された短繊維Ｆｉは、繊維の方向が一方向に揃っていないので植毛の規則性による隙間が生じない。なお、短繊維Ｆｉを接着剤塗布面に静電気力のみで植毛する静電植毛加工でも植毛可能である。
【００４１】
植毛に用いられる接着剤は、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂などを主成分とする接着剤が挙げられる。具体的には、ウレタン樹脂溶剤系接着剤、エポキシ樹脂溶剤系接着剤、酢酸ビニル樹脂溶剤系接着剤、アクリル樹脂系エマルジョン接着剤、アクリル酸エステル−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン接着剤、酢酸ビニル系エマルジョン接着剤、ウレタン樹脂系エマルジョン接着剤、エポキシ樹脂系エマルジョン接着剤、ポリエステル系エマルジョン接着剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体系接着剤などから構成されている。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００４２】
図２に示すように、車輪用軸受装置１は、カバー１０の円環支持部１０ｂであって磁気エンコーダ９に対向しているエンコーダ側表面に短繊維Ｆｉが植毛されている。
図３に示すように、短繊維Ｆｉは、車輪用軸受装置１の軸方向視（図２におけるＡ矢視）で磁気エンコーダ９が重複する円環支持部１０ｂの範囲（薄い薄墨部分）のうち任意の中心角θ１の範囲に植毛されている。つまり、円環支持部１０ｂには、磁気エンコーダ９の径方向の幅を有する中心角θ１の円弧状の範囲（以下、単に「カバー植毛範囲Ｈ１」と記す）に短繊維Ｆｉが植毛されている（濃い薄墨部分）。このように構成されることでカバー植毛範囲Ｈ１の短繊維Ｆｉは、磁気エンコーダ９の回転軌跡上に配置されている。具体的には、カバー植毛範囲Ｈ１は、磁気エンコーダ９の一方向回転時（図４における白塗矢印参照）において、磁気センサ１１の上流側であって磁気センサ１１の近傍に配置されている。
【００４３】
カバー植毛範囲Ｈ１の短繊維Ｆｉは、円環支持部１０ｂから磁気エンコーダ９までの隙間Ｇ１を埋めて、その先端が磁気エンコーダ９の表面に接触するように植毛されている。また、カバー植毛範囲Ｈ１には、静電吹き付け植毛加工によって任意の角度に植毛された状態で先端が磁気エンコーダ９の表面に接触する程度の長さの短繊維Ｆｉが植毛されている。つまり、短繊維Ｆｉが静電吹き付け植毛加工されているカバー植毛範囲Ｈ１は、植毛方向の規則性に基づく植毛の隙間が生じない。このように構成することでカバー植毛範囲Ｈ１の短繊維Ｆｉは、カバー植毛範囲Ｈ１と対向する範囲を通過する磁気エンコーダ９の表面を、短繊維Ｆｉが接触することによる表面の摩耗を最小限にしつつ、円環状の磁気エンコーダ９の表面を順次払うように構成されている。本実施形態において、カバー植毛範囲Ｈ１の短繊維Ｆｉは、磁気エンコーダ９の一方向回転時において、磁気エンコーダ９のうち磁気センサ１１によって磁性が検出される部分の直前の部分の表面を順次払うように構成されている。
【００４４】
図４に示すように、車輪用軸受装置１は、ハブ輪３の一方向への回転に伴い、ハブ輪３と一体的に構成される磁気エンコーダ９が一方向に回転される（白塗矢印参照）。磁気エンコーダ９は、カバー１０の円環支持部１０ｂに対して相対的に一方向に移動する（黒塗三角印参照）。磁気エンコーダ９は、磁気センサ１１の検出面１１ｃと対向する位置を通過する直前に円環支持部１０ｂのカバー植毛範囲Ｈ１と対向する位置を通過する。磁気エンコーダ９は、カバー植毛範囲Ｈ１と対向する位置を通過する際、磁気エンコーダ９のうち磁気センサ１１によって検出される部分の直前の部分の表面が短繊維Ｆｉの先端で順次払われる。
【００４５】
車輪用軸受装置１は、短繊維Ｆｉが接触することによる磁気エンコーダ９の表面の摩耗を最小限にしつつ、ハブ輪３の一回転毎に磁気エンコーダ９の表面のうち磁気センサ１１による磁性の検出に必要な部分の全てが短繊維Ｆｉによって払われている。従って、車輪用軸受装置１は、カバー１０の連通孔１０ｃとドライブシャフト１００との隙間やドレーン孔１０ｅから磁性体を含む異物が内部に入り込み磁気エンコーダ９の表面に付着しても、磁気センサ１１で検出される直前にカバー植毛範囲Ｈ１の短繊維Ｆｉによって払い落とされたり絡め捕られたりする。さらに、短繊維Ｆｉが静電吹き付け植毛加工されているカバー植毛範囲Ｈ１には、植毛方向の規則性に基づく植毛の隙間が生じていないので異物の払い残しがない。これにより、車輪用軸受装置１の内部に磁性体を含む異物が侵入しても磁気センサ１１の誤検出を防止することができる。
【００４６】
以下に、図５を用いて、車輪用軸受装置の第二実施形態である車輪用軸受装置１２について説明する。なお、以下の全ての実施形態に係る車輪用軸受装置は、図１から図４に示す車輪用軸受装置１において、車輪用軸受装置１に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、記号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
【００４７】
図５に示すように、車輪用軸受装置１２は、回転速度検出装置８の磁気センサ１１に短繊維Ｆｉが静電吹き付け植毛加工されている。
【００４８】
車輪用軸受装置１２は、磁気センサ１１の検出部１１ａであって磁気エンコーダ９が配置されている位置（薄い薄墨部分）に対向している側面のうちカバー１０のセンサ用孔１０ｄから視認できる部分に短繊維Ｆｉが植毛されている。短繊維Ｆｉは、車輪用軸受装置１２の軸方向視で磁気エンコーダ９が重複する検出部１１ａのうち任意の中心角θ２の範囲に植毛されている。つまり、検出部１１ａの磁気エンコーダ９に対向している側面には、センサ用孔１０ｄの径方向の幅を有する中心角θ２の円弧状の範囲（以下、単に「センサ植毛範囲Ｈ２」と記す）に短繊維Ｆｉが植毛されている（濃い薄墨部分）。このように構成されることでセンサ植毛範囲Ｈ２の短繊維Ｆｉは、磁気エンコーダ９の回転軌跡上に配置されている。本実施形態において、センサ植毛範囲Ｈ２は、磁気エンコーダ９の一方向回転時において、検出部１１ａの検出面１１ｃよりも上流側に配置されている。
【００４９】
センサ植毛範囲Ｈ２の短繊維Ｆｉは、検出部１１ａの検出面１１ｃから磁気エンコーダ９までの隙間Ｇ２を埋めて、その先端が磁気エンコーダ９の表面に接触するように植毛されている。また、センサ植毛範囲Ｈ２には、静電吹き付け植毛で任意の角度に植毛された状態で先端が磁気エンコーダ９の表面に接触する程度の長さの短繊維Ｆｉが植毛されている。このように構成することでセンサ植毛範囲Ｈ２の短繊維Ｆｉは、短繊維Ｆｉが接触することによる表面の摩耗を最小限にしつつ、センサ植毛範囲Ｈ２と対向する範囲を通過する磁気エンコーダ９の一部の表面を順次払うように構成されている。本実施形態において、センサ植毛範囲Ｈ２の短繊維Ｆｉは、磁気エンコーダ９の一方向回転時において、磁気エンコーダ９のうち磁気センサ１１によって検出される部分の直前の部分の表面を順次払うように構成されている。
【００５０】
車輪用軸受装置１２の磁気エンコーダ９は、磁気センサ１１の検出面１１ｃと対向する位置を通過する直前に検出部１１ａのセンサ植毛範囲Ｈ２と対向する位置を通過する。磁気エンコーダ９は、センサ植毛範囲Ｈ２と対向する位置を通過する際、磁気センサ１１によって検出される部分の直前の表面が短繊維Ｆｉの先端で払われる。従って、車輪用軸受装置１２は、カバー１０の連通孔１０ｃとドライブシャフト１００（図２参照）との隙間やドレーン孔１０ｅから磁性体を含む異物が内部に入り込み磁気エンコーダ９の表面に付着しても、磁気センサ１１で検出される直前にセンサ植毛範囲Ｈ２の短繊維Ｆｉによって払い落とされたり絡め捕られたりする。これにより、車輪用軸受装置１２の内部に磁性体を含む異物が侵入しても磁気センサ１１の誤検出を防止することができる。
【００５１】
以下に、図６と図７とを用いて、車輪用軸受装置の第三実施形態である車輪用軸受装置１３について説明する。
【００５２】
図６に示すように、車輪用軸受装置１３は、回転速度検出装置８の磁気エンコーダ９に短繊維Ｆｉが吹き付け静電植毛加工されている。
【００５３】
車輪用軸受装置１３は、磁気エンコーダ９の表面に短繊維Ｆｉが植毛されている。短繊維Ｆｉは、車輪用軸受装置１３の軸方向視で磁気エンコーダ９の表面のうち任意の中心角θ３の範囲に植毛されている。つまり、磁気エンコーダ９の表面には、磁気エンコーダ９の径方向の幅を有する中心角θ３の円弧状の範囲（以下、単に「エンコーダ植毛範囲Ｈ３」と記す）に短繊維Ｆｉが植毛されている。このように構成されることでエンコーダ植毛範囲Ｈ３の短繊維Ｆｉは、磁気エンコーダ９に対する磁気センサ１１の回転軌跡上に配置されている。本実施形態において、エンコーダ植毛範囲Ｈ３は、磁気エンコーダ９の一部に配置されているがこれに限定するものではなく、中心角θ３を３６０°として磁気エンコーダ９の表面の全範囲に配置されてもよい。
【００５４】
エンコーダ植毛範囲Ｈ３の短繊維Ｆｉは、磁気エンコーダ９の表面から磁気センサ１１の検出部１１ａの検出面１１ｃまでの隙間Ｇ２を埋めて、その先端が検出面１１ｃに接触するように植毛されている。また、エンコーダ植毛範囲Ｈ３には、静電吹き付け植毛加工で任意の角度に植毛された状態で先端が検出面１１ｃに接触する程度の長さの短繊維Ｆｉが植毛されている。このように構成することでエンコーダ植毛範囲Ｈ３の短繊維Ｆｉは、短繊維Ｆｉが接触することによる表面の摩耗を最小限にしつつ、エンコーダ植毛範囲Ｈ３と対向する範囲を通過する検出面１１ｃを順次払うように構成されている。
【００５５】
車輪用軸受装置１３は、ハブ輪３の一方向への回転に伴い、磁気センサ１１の検出部１１ａが磁気エンコーダ９に対して相対的に他方向に移動する。検出部１１ａは、磁気エンコーダ９のエンコーダ植毛範囲Ｈ３と対向する位置を通過する際、検出面１１ｃが短繊維Ｆｉの先端で払われる。従って、車輪用軸受装置１３は、カバー１０の連通孔１０ｃとドライブシャフト１００（図２参照）との隙間やドレーン孔１０ｅから磁性体を含む異物が内部に入り込み磁気センサ１１の表面に付着しても、磁気センサ１１で検出される直前にエンコーダ植毛範囲Ｈ３の短繊維Ｆｉによって払い落とされたり絡め捕られたりする。これにより、車輪用軸受装置１３の内部に磁性体を含む異物が侵入しても磁気センサ１１の誤検出を防止することができる。
【００５６】
なお、各実施形態において、短繊維Ｆｉは、カバー１０のカバー植毛範囲Ｈ１、磁気センサ１１のセンサ植毛範囲Ｈ２または磁気エンコーダ９のエンコーダ植毛範囲Ｈ３のうちいずれか一つの範囲に植毛されているがこれに限定されるものではなく、複数の範囲に植毛されていてもよい。
例えば、カバー植毛範囲Ｈ１とエンコーダ植毛範囲Ｈ３とに短繊維Ｆｉが植毛されている場合、車輪用軸受装置は、カバー植毛範囲Ｈ１の短繊維Ｆｉが磁気エンコーダ９の表面の異物を払い落とし、エンコーダ植毛範囲Ｈ３の短繊維Ｆｉが磁気センサ１１の検出面１１ｃの異物を払い落とすように構成されている。
【００５７】
以下に、図８を用いて、車輪用軸受装置の第四実施形態である車輪用軸受装置１４について説明する。車輪用軸受装置１４は、柔軟性構造体を構成する樹脂材Ｒｅが回転速度検出装置８のカバー１０に設けられている。
【００５８】
樹脂材Ｒｅは、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリオレフィン、フェノール、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、シリコンゴム、スチレンブタジエンゴムなどの合成ゴム、若しくは天然ゴム、で構成されている。但し、樹脂材Ｒｅは、油による膨潤や溶解などが生じにくく化学的に安定であり、均質かつ安価で多量に生産することができる合成樹脂又は合成ゴムが好ましい。また、樹脂材Ｒｅの形状は、厚さ０．５〜２．０ｍｍのものが好ましい。更に、樹脂材Ｒｅが未変形状態での形状は、大小の孔が無数に形成された多孔質状に形成されている。柔軟で異物の除去性および保持性が高いからである。
【００５９】
なお、車輪用軸受装置１４において、樹脂材Ｒｅは、大小の孔が無数に形成された多孔質状に形成されているが、これに限定するものではない。つまり、異物が除去されるのであれば、多孔質状に形成されている必要はなく、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリオレフィン、フェノール、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、シリコンゴム、スチレンブタジエンゴムなどの合成ゴム、若しくは天然ゴム等から形成された軟質の樹脂材Ｒｅでもよい。
【００６０】
図８に示すように、樹脂材Ｒｅは、車輪用軸受装置１４の軸方向視（図２におけるＡ矢視参照）で磁気エンコーダ９が重複する円環支持部１０ｂの範囲（薄い薄墨部分）のうち任意の中心角θ１の範囲に設けられている。つまり、円環支持部１０ｂには、磁気エンコーダ９の径方向の幅を有する中心角θ１の円弧状の範囲（以下、単に「カバー設置範囲Ｈ４」と記す）に樹脂材Ｒｅが設けられている（濃い薄墨部分）。このように構成されることでカバー設置範囲Ｈ４の樹脂材Ｒｅは、磁気エンコーダ９の回転軌跡上に配置されている。具体的には、カバー植毛範囲Ｈ１は、磁気エンコーダ９の一方向回転時において、磁気センサ１１の上流側であって磁気センサ１１の近傍に配置されている。
【００６１】
カバー設置範囲Ｈ４の樹脂材Ｒｅは、円環支持部１０ｂから磁気エンコーダ９までの隙間Ｇ１を埋めて、その先端面が磁気エンコーダ９の表面に接触するように設けられている。樹脂材Ｒｅの先端面は、平滑面に大小の孔が無数に形成され、磁気エンコーダ９の表面に接触するように設けられている。つまり、樹脂材Ｒｅは、大小の孔で磁気エンコーダ９の表面の異物を掻き取りつつ、平滑面で磁気エンコーダ９の表面から異物を押し出す機能を備える。このように構成することでカバー設置範囲Ｈ４の樹脂材Ｒｅは、カバー設置範囲Ｈ４と対向する範囲を通過する磁気エンコーダ９の表面を、樹脂材Ｒｅが接触することによる表面の摩耗を最小限にしつつ、円環状の磁気エンコーダ９の表面を順次拭うように構成されている。本実施形態において、カバー設置範囲Ｈ４の樹脂材Ｒｅは、磁気エンコーダ９の一方向回転時において、磁気エンコーダ９のうち磁気センサ１１によって磁性が検出される部分の直前の部分の表面を順次拭うように構成されている。
【００６２】
車輪用軸受装置１４は、樹脂材Ｒｅが接触することによる磁気エンコーダ９の表面の摩耗を最小限にしつつ、ハブ輪３の一回転毎に磁気エンコーダ９の表面のうち磁気センサ１１による磁性の検出に必要な部分の全てが樹脂材Ｒｅによって払われている。従って、車輪用軸受装置１４は、カバー１０の連通孔１０ｃとドライブシャフト１００との隙間やドレーン孔１０ｅから磁性体を含む異物が内部に入り込み磁気エンコーダ９の表面に付着しても、磁気センサ１１で検出される直前にカバー設置範囲Ｈ４の樹脂材Ｒｅによって掻き取られたり払い落とされたりする。さらに、樹脂材Ｒｅには、大小の孔が無数に形成されているので異物の拭い残しがない。これにより、車輪用軸受装置１４の内部に磁性体を含む異物が侵入しても磁気センサ１１の誤検出を防止することができる。
【００６３】
なお、本実施形態において、樹脂材Ｒｅは、カバー１０に設けられているが、第二実施形態において磁気センサ１１に植毛されている短繊維Ｆｉや第三実施形態において磁気エンコーダ９に植毛されている短繊維Ｆｉに代えて樹脂材Ｒｅを設ける構成でもよい。
【００６４】
また、柔軟性構造体である短繊維Ｆｉや樹脂材Ｒｅは、対応している磁気センサ１１と磁気エンコーダ９との種類、植毛される位置、範囲、短繊維Ｆｉの長さ、樹脂材Ｒｅの材質、硬度、形状等に応じて着色されている。このように構成することで、車輪用軸受装置１・１２・１３・１４は、組み立て時に異品混入等による誤組み立てを防止でき、その構成に適した植毛位置、範囲、繊維長さの短繊維Ｆｉが植毛された部品や材質、硬度、形状の樹脂材Ｒｅが設けられた部品が組み込まれるため車輪用軸受装置１・１２・１３・１４の内部に磁性体を含む異物が侵入しても、確実に磁気センサ１１の誤検出を防止することができる。
【００６５】
以上、本実施形態に係る車輪用軸受装置１・１２・１３・１４は、ハブ輪３の外周に一側ボール列５ａの内側転走面３ｃが直接形成されている第３世代構造の車輪用軸受装置１３として説明したがこれに限定されるものではなく、例えば、ハブ輪３に一対の内輪４が圧入固定された内輪回転の第２世代構造であっても良い。また、上述の実施形態は、本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１    車輪用軸受装置
２    外輪
２ｅ  車体取り付けフランジ
３    ハブ輪
３ａ  小径段部
３ｂ  車輪取り付けフランジ
４    内輪
５ａ  一側ボール列
５ｂ  他側ボール列
９    磁気エンコーダ
１０    カバー
１１    磁気センサ
１１ｃ  検出面
【図１】
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【図２】
2018028490.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018028490.tif 000009
【図８】
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