(57)【要約】【課題】外力の影響を少なくして、安定してセンシング可能なセンサ付シール装置を採用した車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】車輪用軸受装置１１は、内側軌道面を有する車輪側軌道部材１２と、外側軌道面を有する車体側軌道部材１３と、内側軌道面および外側軌道面の間に配置される複数の転動体と、車輪側軌道部材１２および車体側軌道部材１３の端部に装着されるシール装置とを備える。シール装置は、被検出部および被検出部を検出するセンサと、車輪側軌道部材１２の回転中心を通る水平面から車輪側軌道部材１２の回転中心を中心に±５°の範囲内にセンサを保持し、車体側軌道部材１３に固定される固定側シール部材と、被検出部を保持し、車輪側軌道部材１２に固定される回転側シール部材と、固定側シール部材および回転側シール部材の間で軸受内部空間を密封する密封部材とを有する。【選択図】図１
2008180285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径面に内側軌道面を有する車輪側軌道部材と、
内径面に外側軌道面を有する車体側軌道部材と、
前記内側軌道面および前記外側軌道面の間に配置される複数の転動体と、
前記車輪側軌道部材および前記車体側軌道部材の端部に装着されるシール装置とを備え、
前記シール装置は、
被検出部、および前記被検出部を検出するセンサと、
前記車輪側軌道部材の回転中心を通る水平面から前記車輪側軌道部材の回転中心を中心に±５°の範囲内に前記センサを保持し、前記車体側軌道部材に固定される固定側シール部材と、
前記被検出部を保持し、前記車輪側軌道部材に固定される回転側シール部材と、
前記固定側シール部材および前記回転側シール部材の間で軸受内部空間を密封する密封部材とを有する、車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等の車輪用軸受装置、特にセンサ付シール装置を備える車輪用軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車等の車輪用軸受装置は、例えば、特開２００５−１３３７７２号公報（特許文献１）に記載されている。図２を参照して、同公報に記載されている車輪用軸受装置１１は、車輪側軌道部材１２と、車体側軌道部材１３と、車輪側軌道部材１２および車体側軌道部材１３の間に配置される複数の球１４と、センサ付シール装置２１とを主に備える。なお、車輪側軌道部材１２はタイヤ（図示省略）に、車体側軌道部材１３は懸架装置（図示省略）にそれぞれ連結される。
【０００３】
図３を参照して、センサ付シール装置２１は、パルサリング２７を有し、車輪側軌道部材１２に固定される回転側シール部材２２と、パルサリング２７と径方向に対面する位置にセンサ２８を有し、車体側軌道部材１３に固定される固定側シール部材２３と、車輪側回転部材１２および車体側回転部材１３の間を密封する弾性シール２６とを含む。そして、タイヤと一体回転するパルサリング２７をセンサ２８で検出することにより、自動車の制御を行うための種々の情報を取得することができると記載されている。
【０００４】
また、図４を参照して、上記構成のセンサ付シール装置２１には、車輪用軸受装置１１の上端部から径方向外側に突出し、センサ２８の検出信号を外部装置（図示省略）に送信するコネクタ部２５ａが設けられている。なお、図２に示すように、センサ２８も車輪用軸受装置１１の上端部に配置されている。
【特許文献１】特開２００５−１３３７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記構成の車輪用軸受装置１１を自動車に取り付けた場合において、自動車の旋回に伴うモーメント荷重等の外力によって車輪用軸受装置１１が傾くと、パルサリング２７とセンサ２８との間の間隔が変化する。これは、センサ２８の検出性能低下の原因となる。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、車輪用軸受装置に作用する外力の影響を少なくして、安定してセンシング可能なセンサ付シール装置を採用した車輪用軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る車輪用軸受装置は、外径面に内側軌道面を有する車輪側軌道部材と、内径面に外側軌道面を有する車体側軌道部材と、内側軌道面および外側軌道面の間に配置される複数の転動体と、車輪側軌道部材および車体側軌道部材の端部に装着されるシール装置とを備える。シール装置は、被検出部および被検出部を検出するセンサと、車輪側軌道部材の回転中心を通る水平面から車輪側軌道部材の回転中心を中心に±５°の範囲内にセンサを保持し、車体側軌道部材に固定される固定側シール部材と、被検出部を保持し、車輪側軌道部材に固定される回転側シール部材と、固定側シール部材および回転側シール部材の間で軸受内部空間を密封する密封部材とを有する。
【０００８】
車輪用軸受装置において、旋回時のモーメント荷重等の外力の影響は、車輪側軌道部材の回転中心を通る鉛直面上で最も大きくなる。そこで、この鉛直面上から外れた位置にセンサを配置することにより、安定したセンシングが可能となる。その結果、長期間に亘って安定した回転検出が可能な車輪用軸受装置を得ることができる。
【０００９】
センサは、車輪側軌道部材の回転中心を通る水平面に近い位置に配置される程、旋回時のモーメント荷重等の外力の影響を受けにくい。そこで、水平面を中心とする中心角±５°の範囲、最も好ましくは水平面上にセンサを配置することにより、さらに安定したセンシングが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、車輪側軌道部材の回転中心を通る鉛直面上から外れた位置にセンサを取り付けたことにより、外力の影響を少なくして、長期間に亘って安定した回転検出が可能な車輪用軸受装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置、およびこの車輪用軸受装置に採用されるセンサ付シール装置を説明する。なお、基本構成は従来の車輪用軸受装置１１およびセンサ付シール装置２１と共通するので、図１〜図３を用いて説明する。
【００１２】
まず、図２を参照して、車輪用軸受装置１１は、車輪側軌道部材１２と、車体側軌道部材１３と、車輪側軌道部材１２および車体側軌道部材１３の間に配置される複数の転動体としての球１４と、隣接する球１４の間隔を保持する保持器１５と、センサ付シール装置２１とを主に備える。なお、車輪側軌道部材１２はタイヤ（図示省略）に、車体側軌道部材１３は懸架装置（図示省略）にそれぞれ連結される。
【００１３】
車輪側軌道部材１２は、大径部１２ａと、大径部１２ａより外径寸法が相対的に小さい小径部１２ｂと、フランジ部１２ｃとを含む。大径部１２ａの外径面には、球１４を受け入れる第１の内側軌道面１２ｄが設けられている。小径部１２ｂの外径面には、球１４を受け入れる第２の内側軌道面１２ｅを有する内輪部材１２ｆが嵌合固定されている。この車輪側軌道部材１２は、一端側（図２の右側）でフランジ部１２ｃとタイヤ（図示省略）とが接続され、他端側（図２の左側）で等速ジョイント（「ＣＶＪ」という。図示省略）を介して駆動軸（図示省略）と接続される。
【００１４】
車体側軌道部材１３は、第１および第２の内側軌道面１２ｄ，１２ｅに対面する位置に第１および第２の外側軌道面１３ｃ，１３ｄを有する円筒部１３ａと、車体に固定するボルト穴を有するフランジ部１３ｂとを有する。そして、車体に固定されるナックル（図示省略）は、円筒部１３ａの外径面に嵌合すると共にフランジ部１３ｂのボルト穴にボルトで固定される。
【００１５】
球１４は、第１の内側軌道面１２ｄと第１の外側軌道面１３ｃとの間（図２中の「右側軌道」）、および第２の内側軌道面１２ｅと第２の外側軌道面１３ｄとの間（図２中の「左側軌道」）にそれぞれ複数個配置される。そして、車輪側軌道部材１２を回転側軌道輪、車体側軌道部材１３を非回転側軌道輪として、タイヤを自動車本体に対して回転自在に支持する。なお、この実施形態においては、右側軌道および左側軌道それぞれに配置される球１４のＰＣＤは同一である。
【００１６】
なお、上記構成の車輪用軸受装置１１においては、左側軌道および右側軌道それぞれに配置される球１４の個数を同じとしてもよいが、左右の軌道それぞれに配置される球１４の個数を相互に異ならせてもよい。具体的には、停止時や直進時等に相対的に大きな負荷が作用する車体側の軌道（左側軌道）に配置される球１４の個数を多くするのが望ましい。これにより、軸受としての剛性が向上し、耐久性に優れた車輪用軸受装置１１を得ることができる。
【００１７】
また、上記構成の車輪用軸受装置１１は自動車の足回りに取り付けられるので、泥水、塩水、および塵埃（以下「塵埃等」という）が軌道面に浸入することによって回転不良を生じるおそれがある。そこで、車輪側軌道部材１２および車体側軌道部材１３の間に軸受内部空間（「内側軌道面１２ｄ，１２ｅおよび外側軌道面１３ｃ，１３ｄの間の空間」を指す）への塵埃等の混入を防止する密封部材としてのシール部材１８，２１が設けられている。また、自動車の制御に必要な種々の情報を取得するために、一方側（図２の左側）にはセンサ付シール装置２１が取り付けられている。
【００１８】
次に、図３を参照して、センサ付シール装置２１は、被検出部としてのパルサリング２７を有し、車輪側軌道部材１２に固定される回転側シール部材２２と、パルサリング２７と径方向に対面する位置にセンサ２８を有し、車体側軌道部材１３に固定される固定側シール部材２３とを主に備える。
【００１９】
回転側シール部材２２（「スリンガ」とも呼ばれる）には、内輪部材１２ｆの外径面に嵌合する円筒部２２ａと、円筒部２２ａの一方側端部（図２の左側）から径方向外側に延びる外向きフランジ部２２ｂとが設けられている。また、パルサリング２７は、円筒部２２ａの外径面に嵌合固定される。
【００２０】
固定側シール部材２３は、形状保持部材としての芯金２４と、樹脂部材２５と、弾性シール２６とを有する。
【００２１】
芯金２４は、車体側軌道部材１３に嵌合固定される円筒部２４ａと、円筒部２４ａの一方側端部（図２の左側）から径方向内側に延びる内向きフランジ部２４ｂと、円筒部２４ａの円周方向の１箇所に切欠部２４ｃとを含む。なお、切欠部２４ｃにはセンサ２８とコネクタ部２５ａとを結ぶ配線が配置されている。
【００２２】
樹脂部材２５は、芯金２４の円筒部２４ａおよび内向きフランジ部２４ｂを覆うように配置される円環形状の部材である。また、芯金２４と樹脂部材２５とはインサート成形によって一体化されており、着磁体２７ｅに対面する位置でセンサ２８をモールドしている。さらに、円周上のセンサ２８に対応する位置からナックルに設けられた貫通孔（図示省略）を通って径方向外側に突出するコネクタ部２５ａが設けられている。このコネクタ部２５ａと制御装置（図示省略）とはハーネス（図示省略）によって接続されており、センサ２８の検出信号を制御装置に送信する。
【００２３】
弾性シール２６は、芯金２４の内向きフランジ部２４ｂに固定され、回転側シール部材２２の円筒部２２ａに摺接する第１および第２のラジアルリップ部２６ａ，２６ｂと、パルサリング２７のフランジ部２７ｃに摺接するアキシアルリップ部２６ｃとを有する。
【００２４】
パルサリング２７は、回転側シール部材２２の円筒部２２ａに嵌合固定される内径側円筒部２７ａ、着磁体２７ｅを保持する外径側円筒部２７ｂ、および内径側円筒部２７ａと外径側円筒部２７ｂとを接続するフランジ部２７ｃを有する着磁体支持リング２７ｄと、外径側円筒部２７ｂの外径面に配置される着磁体２７ｅとを有する。着磁体支持リング２７ｄは、例えば、ＳＵＳ４３０等の磁性を有する金属材料によって形成されている。着磁体２７ｅは、外径側円筒部２７ｂの円周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置され、回転信号としての磁力を発する。
【００２５】
センサ２８は、着磁体２７ｅから発せられる磁力を検出する磁力センサであって、樹脂部材２５にモールドされた状態で配置される。また、着磁体２７ｅとセンサ２８とは、径方向に所定の隙間（エアギャップ）を設けて対面するように配置されている。両者の隙間は、検出精度の観点から、接触しない範囲でできるだけ小さい（例えば、０．１ｍｍ程度）ことが望ましい。
【００２６】
上記構成のセンサ付シール装置２１は、タイヤと一体回転するパルサリング２７をセンサ２８で検出することにより、自動車の制御を行うための種々の情報を取得することができる。例えば、センサ２８の出力は、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）の制御に用いられる。また、弾性シール２６は軌道面位置への塵埃等の混入を防止する。
【００２７】
次に、図１を参照して、上記構成の車輪用軸受装置１１を自動車に組み込む場合、コネクタ部２５ａが車輪側回転部材１２の回転中心を通る水平面ｆ１上に位置するように円周方向の向きを調整する。ここで、コネクタ部２５ａとセンサ２８とは、図２に示すように車輪用軸受装置１１の円周方向の同一箇所に位置する。そこで、このような構成とすれば、センサ２８は水平面ｆ１上に位置することになる。
【００２８】
これにより、自動車の旋回時等に車輪側回転部材１２と車体側回転部材１３とが相互に傾いても、着磁体２７ｅとセンサ２８とのエアギャップの変化は小さくなる。その結果、安定的にセンシングすることができるようになる。
【００２９】
なお、上記の実施形態においては、コネクタ部２５ａを車輪側回転部材１２の回転中心を通る水平面ｆ１上に配置した例を示したが、車輪側軌道部材１２の回転中心を通る鉛直面ｆ２から外れた位置にセンサ２８を配置すれば、この発明の効果を得ることができる。
【００３０】
また、センサ２８は、車輪側軌道部材１２の回転中心を通る水平面ｆ１に近い位置に配置される程、旋回時のモーメント荷重等の外力の影響を受けにくい。そこで、安定したセンシングを行う観点からは、水平面ｆ１を基準として車輪側軌道部材１２の回転中心を中心とする中心角±５°の範囲内にセンサ２８を配置するのが望ましく、さらには図１に示すように水平面ｆ１上にセンサ２８を配置するのが最も望ましい。
【００３１】
また、上記の実施形態においては、図１に示すようにコネクタ部２５ａを車輪側回転部材１２の回転中心に対して右側に配置した例を示したが、これに限ることなく、車輪側回転部材１２の回転中心に対して左側に配置しても同様の効果を得ることができる。
【００３２】
また、本明細書中の「水平面」とは相対的な意味で使用している。すなわち、「センサ２８が車輪側回転部材１２の回転中心を通る水平面ｆ１上に位置する」とは、車輪用軸受装置１１を取り付けた自動車を水平面上に載置した状態を前提としている。したがって、自動車を傾斜面上に載置した場合には、センサ２８は車輪側回転部材１２の回転中心を通る傾斜面に平行な平面上に位置すればよい。同様に、本明細書中の「鉛直面」も相対的な意味で使用しており、「水平面」に垂直な面を指す。
【００３３】
また、上記の実施形態においては、着磁体２７とセンサ２８とを径方向（ラジアル方向）に対面させた例を示したが、これに限ることなく、両者を軸方向（アキシアル方向）に対面するように配置してもよい。
【００３４】
さらに、上記の実施形態においては、センサ２８として磁力センサの例を示したが、これに限ることなく、任意の構成のセンサを採用することができる。例えば、光学センサ等であってもよい。
【００３５】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
この発明は、自動車の車輪用軸受装置等に採用されるセンサ付シール装置に有利に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置を車体側から見た図である。
【図２】車輪用軸受装置を示す図である。
【図３】図２のＰ部の拡大図である。
【図４】従来の車輪用軸受装置を車体側から見た図である。
【符号の説明】
【００３８】
１１  車輪用軸受装置、１２  車輪側軌道部材、１２ａ  大径部、１２ｂ  小径部、１２ｃ，１３ｂ，２７ｃ  フランジ部、１２ｄ，１２ｅ  内側軌道面、１２ｆ  内輪部材、１３  車体側軌道部材、１３ａ，２２ａ，２４ａ，２７ａ，２７ｂ  円筒部、１３ｃ，１３ｄ  外側軌道面、１４  球、１５  保持器、１８  シール部材、２１  センサ付シール装置、２２  回転側シール部材、２２ｂ  外向きフランジ部、２３  固定側シール部材、２４  芯金、２４ｂ  内向きフランジ部、２４ｃ  切欠部、２５  樹脂部材、２５ａ  コネクタ部、２６  弾性シール、２６ａ，２６ｂ  ラジアルリップ、２６ｃ  アキシアルリップ、２７  パルサリング、２７ｄ  着磁体支持リング、２７ｅ  着磁体、２８  センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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