(57)【要約】【課題】  装置全体の重量の軽減が可能であり、また、車輪回転速度検出手段を配置した場合には回転数検出精度の向上を図ることができる車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】  等速自在継手１を用いた車輪用軸受装置において、等速自在継手１を、外方部材３のトラック溝底面及び内方部材６のトラック溝底面にストレート部４ｂ、５ｂを有し、内輪の外球面を外輪に固定した部材によって受けるアンダーカットフリー型とする。これにより、外方部材３に装着する軸受の小型化を図ることができる。また、車輪回転速度検出手段４１を取付ける場合、その磁気エンコーダ４２を軸受２のシール２１に取り付けると共にセンサ４３を軸受２の外輪１９に取り付ける。これにより、磁気エンコーダ４２とセンサ４３とのエアギャップの公差を小さくする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に複数のトラック溝を形成した球状内面を有する外方部材と、複数のトラック溝を形成した球状外面を有する内方部材と、外方部材のトラック溝と内方部材のトラック溝とで協働して形成されるボールトラックに配置される複数のボールと、前記ボールを保持するボール保持器とを有する等速自在継手を備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材の他端側に、外周面から外径方向に突出する車輪取付用フランジを一体に形成すると共に、前記外方部材の一端側に、車体取付用フランジが外輪から突設する軸受を外嵌し、前記等速自在継手を、外方部材のトラック溝底面及び内方部材のトラック溝底面にストレート部を有するアンダーカットフリー型としたことを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記軸受よりも一端側の外方部材外周面に、前記軸受の内輪に予圧を付与するナットを螺合すると共に、前記ナットの外周面にブーツ取付け用溝を設けたことを特徴とする請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記ナットの外側面にナット締め付け用の孔部を設けたことを特徴とする請求項２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記ナットのねじ部の一部に塑性加工にて形成される緩み防止部を設けたことを特徴とする請求項２または３記載の車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記軸受の反ブーツ側シールの内輪側の部材に取付けられる磁気エンコーダと、前記磁気エンコーダに対向するように軸受の外輪に取付けられるセンサとを有する車輪回転速度検出手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか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、自動車等の車両の車輪を支持するための車輪用軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車の駆動車輪は、エンジンからの駆動力を伝達する駆動軸に等速自在継手を介して連結されると共に、等速自在継手の外方部材が車輪用軸受装置を介して車体に対して回転自在に支持される（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１の車輪用軸受装置で使用される等速自在継手１００は、図４に示すように、複数のトラック溝を形成した球状内面を有する外方部材１０１と、複数のトラック溝を形成した球状外面を有する内方部材１０２と、外方部材１０１のトラック溝と内方部材１０２のトラック溝とで形成されるボールトラック１０３に配置される複数のボール１０４と、前記ボール１０４を保持するボール保持器１０５とを備える。
【０００４】
外方部材１０１に軸方向に延びるボス部１０６を形成し、このボス部１０６に車輪取付用フランジ１０７を設けている。外方部材１０１の外周側には、外輪１０８に車体取付用フランジ１０９が突設された軸受１１０が装着されている。軸受１１０の内輪１１１は、外方部材１０１の外周面に螺合されるナットや止め輪等の予圧付与部材１１２にて予圧が付与されている。
【０００５】
また、装置内部（継手内部）への塵埃等の異物進入防止や装置内部に封入されたグリースの漏れ防止を目的とし、蛇腹状のブーツ１１３が装着される。ブーツ１１３の大径部１１４が外方部材１０１の外端に固定され、ブーツ１１３の小径部１１５が内輪から延びるシャフト１１６に固定される。大径部１１４と小径部１１５とはそれぞれブーツバンド１１７が装着されることによって固定される。
【０００６】
最近、自動車にはＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）が搭載されるようになってきた。そのため、ＡＢＳ用の車輪回転速度検出手段を必要とする。そして、コンパクト化、軽量化等のために、車輪回転速度検出手段を車輪用軸受装置に組み込むようにしたものがある。例えば、図５に示すように、車輪回転検出手段１２０は、磁気エンコーダ１２１と、センサ１２２等で構成することができ、図５では、磁気エンコーダ１２１を軸受１１０のシール部材１２３に取付け、センサ１２２を、車体に取り付けられる固定部材としてのナックル１２４に取付けている。
【特許文献１】実開昭５９−１７９１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図４に示す車輪用軸受装置では、外方部材（等速自在継手の外輪）１０１の外周側に軸受１１０を配置する。このため、使用する軸受１１０は、通常のホイール軸受よりも径が大きくなり、ユニット（装置）全体が大型化（大径化）する。また、止め輪等の予圧付与部材１１２と、ブーツ取付部（大径側取付部）とが軸方向に沿って隣設状に配置されるので、車輪用軸受装置の軸方向長さが大となる。すなわち、大径化及び軸方向長さの増大によって、装置全体の重量が大となる欠点があった。
【０００８】
図５に示すように、車輪回転速度検出手段を車輪用軸受装置に組み込んだ場合、磁気エンコーダ１２１と、センサ１２２との間にエアギャップが設けられるが、このエアギャップの公差が大きくなるおそれがあった。これは、ナックル１２４が軸受１１０の外輪１０８に取り付けられ、このナックル１２４にセンサ１２２が取り付けられるからである。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みて、装置全体の重量の軽減が可能であり、また、車輪回転速度検出手段を配置した場合には回転数検出精度の向上を図ることができる車輪用軸受装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の車輪用軸受装置は、一端側に複数のトラック溝を形成した球状内面を有する外方部材と、複数のトラック溝を形成した球状外面を有する内方部材と、外方部材のトラック溝と内方部材のトラック溝とで協働して形成されるボールトラックに配置される複数のボールと、前記ボールを保持するボール保持器とを有する等速自在継手を備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材の他端側に、外周面から外径方向に突出する車輪取付用フランジを一体に形成すると共に、前記外方部材の一端側に、車体取付用フランジが外輪から突設する軸受を外嵌し、前記等速自在継手を、外方部材のトラック溝底面及び内方部材のトラック溝底面にストレート部を有するアンダーカットフリー型とするものである。
【００１１】
等速自在継手を、外方部材のトラック溝底面及び内方部材のトラック溝底面にストレート部を有するアンダーカットフリー型とし、内輪の外球面を外輪に固定した部材によって受けるタイプにすることによって、外方部材の外径寸法を小さく設計できる。
【００１２】
また本発明は、軸受よりも一端側の外方部材外周面に、前記軸受の内輪に予圧を付与するナットを螺合すると共に、前記ナットの外周面にブーツ取付け用溝を設けた。これにより、ブーツの大径部のブーツ取付部をナットにて構成することができ、従来のように、ナットとブーツ取付部とを軸方向に沿って並べる必要がない。
【００１３】
また、ナットの外側面にナット締め付け用の孔部を設けることによって、締め付け用治具を外側方から孔部に挿入して（引っ掛けて）、ナットをねじ込むことができる。
【００１４】
前記ナットのねじ部の一部に塑性加工にて形成される緩み防止部を設けることによって、ナットの緩みを防止することができる。
【００１５】
また本願発明は、軸受の反ブーツ側シールの内輪側の部材に取付けられる磁気エンコーダと、前記磁気エンコーダに対向するように軸受の外輪に取付けられるセンサとを有する車輪回転速度検出手段を備える。
【００１６】
車輪回転速度検出手段は、センサにて、エンコーダの回転による磁束の変化をセンシングし、その検出信号に基づいて外方部材側つまり車輪の回転速度を検出することができる。しかも、センサは軸受の外輪に取り付けるものであり、図５のように、ナックル等に取り付けない分、磁気エンコーダとセンサとの間のエアギャップの公差を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、外方部材の外径寸法を小さくできて、外方部材に装着される軸受の小型化を図ることができるので、重量の軽減を達成できる。特に、ブーツ取付部をナットにて構成することによって、ナットとブーツ取付部とを軸方向に沿って並べる必要がなくなり、装置の軸方向長さを短縮することができる。このため、径方向及び軸方向の両方で装置のコンパクト化を図れ、一層の軽量化を図ることができる。
【００１８】
ナットの外周面にブーツ取付け用溝を設けたことによって、外方部材にブーツ取付け用溝を設ける必要がなくなり、外方部材の加工性が向上する。
【００１９】
また、締め付け用治具をナットの外側方から孔部に挿入して（引っ掛けて）、ナットをねじ込むことができるので、組み立て性の向上を図ることができる。さらに、塑性加工にて形成される緩み防止部を設けることによって、追加部品なしでナットの緩みを確実に防止することができ、長期にわたって安定して車輪用軸受装置としての機能を発揮することができる。
【００２０】
また、前記車輪回転速度検出手段では、磁気エンコーダとセンサとの間のエアギャップの公差を小さくすることができる。このため、車輪の回転数を高精度に検出することでき、ＡＢＳ制御の信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【００２２】
本発明の車輪用軸受装置には、図１に示すように、等速自在継手１が使用される。この等速自在継手１の円筒状体からなる外方部材３に、アンギュラコンタクト型の軸受２が外嵌固定されている。等速自在継手１は、一端３ａ側に複数のトラック溝４を形成した球状内面を有する前記外方部材３と、複数のトラック溝５を形成した球状外面を有する内方部材６と、外方部材３のトラック溝４と内方部材６のトラック溝５とで協働して形成されるボールトラックに配置される複数のボール７と、前記ボール７を収容するためのポケット８ａを有する保持器８等から構成される。また、内方部材６の内周にセレーションやスプライン等のトルク伝達手段を介してシャフト（図示省略）を結合している。
【００２３】
等速自在継手（固定型等速自在継手）には、ツェッパ型（「ＢＪ」と略称される）やアンダーカットフリー型（「ＵＪ」と略称される）があり、このＵＪの中には内輪の外球面を外輪に固定した部材によって受けるようにしたタイプがあるが、ＢＪは各トラック溝（外方部材及び内方部材のトラック溝）の全域が各トラックセンタを中心とする曲線状であるのに対し、ＵＪは各トラック溝の端部が軸方向に沿ったストレート部に形成されており、継手の小径化の点では内輪の外球面を外輪に固定した部材によって受けるようにしたＵＪが好都合である。
【００２４】
本発明では、車輪用軸受装置として、小径化に適したアンダーカットフリー型の等速自在継手１を用いる。すなわち、外方部材３のトラック溝４の曲率中心Ｏ1と内方部材６のトラック溝５の曲率中心Ｏ2とを、継手中心Ｏに対して軸方向に等寸法ｆだけオフセットさせている。従って、外方部材３のトラック溝４は、奥部側で曲率中心Ｏ1を持つ円弧底４ａと、継手中心Ｏから径方向に延びる線分がトラック溝４の底部と交わる部位を境にして、軸方向にやや外広がりで傾斜して延びる開口部側のストレート底（ストレート部）４ｂとを有する。また、内方部材６のトラック溝５は、開口部側で曲率中心Ｏ2を持つ円弧底５ａと、継手中心Ｏから径方向に延びる線分がトラック溝５の底部と交わる部位を境にして、軸方向に延びる奥部側のストレート底（ストレート部）５ｂとを有する。
【００２５】
外方部材３の他端３ｂ側に、外周面１０から外径方向に突出する車輪取付用フランジ１１を一体に形成している。車輪取付用フランジ１１には車輪取付用ボルト１２を嵌入する孔部１３が設けられている。
【００２６】
外方部材３の一端３ａ側には前記軸受２が外嵌されるが、この軸受２は、図２に示すように、外周面に複列の軌道面１６を有する内輪１７と、内周面に複列の軌道面１８を有する外輪１９と、内輪１７の軌道面１６と外輪１９の軌道面１８との間に介在される複列の転動体２０とを備える。軸受２の軸受内部空間（内輪１７と外輪１９との間の空間）は、軸方向両端部に配置されるシール２１、２２にて密封されている。
【００２７】
各シール２１、２２は、内輪１７側に取り付けられるスリンガ２１ａ、２２ａと、外輪１９側に取り付けられるシールリング２１ｂ、２２ｂとからなる。
【００２８】
軸受２の外輪１９の外周面から車体取付用フランジ２３が一体に外径方向に突設されている。車体取付用フランジ２３には、車体に取り付けられる固定部材としてのナックル（図示省略）に取付けるためのねじ孔２４が設けられている。
【００２９】
軸受２は外方部材３に対して圧入されている。外方部材３の軸方向略中央部に設けられた周方向突条部２５が、この圧入の際の位置決めとなる。すなわち、周方向突条部２５の反車輪取付用フランジ側の側面２６が、軸受２の内輪１７の車輪取付用フランジ側の端面２７と当接することにより、内輪１７ないし軸受２が位置決めされる。
【００３０】
前記軸受２よりも一端３ａ側の外方部材外周面に、軸受２の内輪１７に予圧（軸方向の押圧力）を付与するナット２８を螺合している。すなわち、一端３ａ側の外方部材外周面に雄ねじ部２９を設け、ナット２８を外方部材３の雄ねじ部２９に螺合する。これによって、軸受２の内輪１７に、車輪取付用フランジ１１側への軸方向の押圧力を付与することができる。
【００３１】
前記ナット２８の外側面（反軸受側の外端面）３０には、複数個の孔部３１を設けている。この孔部３１に対して締め付け用治具（図示省略）を外側方から挿入して（引っ掛けて）、ナット２８をねじ込むことができる。孔部３１の孔径、深さ、形状、数、配設ピッチ等は、使用する締め付け用治具の種類に対応させる。
【００３２】
ナット２８の雌ねじ部３２の一部に、図３に示すように、例えば加締め加工等の塑性加工にて形成される緩み防止部３３を設ける。緩み防止部３３の数、配置位置等は、ナット２８の緩みを防止できる範囲で変更できる。
【００３３】
なお、外方部材３の他端側開口部は、シールキャップＳにて塞がれている。外方部材３の内周面には周方向の凹溝１４が形成され、この凹溝１４に止め輪１５が嵌合されている。この止め輪１５と内方部材６との間に、内方部材６の球状外面と摺接する部分球面９ａを有するガイド部材９が配設されている。
【００３４】
ところで、車輪用軸受装置には、図１に示すように、継手内部への塵埃等の異物進入防止や継手内部に封入されたグリースの漏れ防止を目的とし、蛇腹状のブーツ３５が装着される。ブーツ３５は、外方部材３に固定される大径部３５ａと、内方部材６から延びる図示省略のシャフトに固定される小径部３５ｂと、大径部３５ａと小径部３５ｂとの間の蛇腹部３５ｃとを有する。なお、ブーツ材料は、ゴムや樹脂を使用することができるが、適度な可撓性、強度、シール性、及び耐久性を有する材料を選択するのが好ましい。
【００３５】
前記ナット２８の外周面３６にはブーツ取付け用溝３７が設けられている。すなわち、ブーツ３５の大径部３５ａがナット２８に外嵌される。そして、大径部３５ａの外周面に形成された嵌合溝３８にブーツバンド３９を嵌着することによって、大径部３５ａを外方部材３に固定している。シャフトには、周方向に沿った環状の取付用溝が形成されている。この取付用溝にブーツ３５の小径部３５ｂが外嵌され、この小径部３５ｂの外周面に形成された嵌合溝４０にブーツバンド３９を嵌着することによって、小径部３５ｂをシャフトに固定している。
【００３６】
また、この車輪用軸受装置は、図２に示すように、ＡＢＳ用の車輪回転速度検出手段４１を備えている。車輪回転速度検出手段４１は、軸受２の反ブーツ側シール２１の内輪１７側の部材（スリンガ２１ａ）に取付けられる磁気エンコーダ（着磁エンコーダ）４２と、前記磁気エンコーダ４２に対向するように軸受２の外輪１９に取付けられるセンサ４３とを有する。
【００３７】
磁気エンコーダ４２は、例えば、Ｎ極とＳ極とを周方向に交互に多極着磁させたリング状の磁性体を使用することができ、シール２１のスリンガ２１ａの立ち上がり壁部４４に重ね合わされて取り付けられている。センサ４３は、本体部４５と、この本体部４５からその軸方向に沿って突設される検出部４６とを備え、本体部４５から突出した取付片部４７が、軸受２の外輪１９にボルト等の固定具４８を介して取り付けられている。センサ４３は、例えば、ホール素子、磁気抵抗素子等の磁気検出素子を有する。磁気エンコーダ４２とセンサ４３との間にはエアギャップが形成される。
【００３８】
このように、磁気エンコーダ４２は車輪側（回転側）に取り付けられ、センサ４３は車体側つまり固定側に取り付けられる。センサ４３はエンコーダ４２の回転による磁束の変化をセンシングし、その検出信号をＡＢＳの制御装置に伝送する。
【００３９】
このように、図１に示す車輪用軸受装置では、等速自在継手１を、外方部材３のトラック溝底面及び内方部材６のトラック溝底面にストレート部４ｂ、５ｂを有し、内輪の外球面を外輪に固定した部材によって受けるアンダーカットフリー型としたことによって、外方部材３の外径寸法を小さくできて、外方部材３に装着される軸受２の小型化を図ることができるので、重量の軽減を達成できる。特に、ブーツ取付部をナット２８にて構成することによって、ナット２８とブーツ取付部とを軸方向に沿って並べる必要がなくなり、装置の軸方向の長さを短縮することができる。このため、径方向寸法及び軸方向寸法を小さくでき、装置全体の一層のコンパクト化及び軽量化を図ることができる。
【００４０】
ナット２８の外周面３６にブーツ取付け用溝３７を設けたことによって、外方部材３にブーツ取付け用溝を設ける必要がなくなり、外方部材３の加工性が向上する。
【００４１】
また、締め付け用治具をナットの外側方から孔部３１に挿入して（引っ掛けて）、ナット２８をねじ込むことができるので、組み立て性の向上を図ることができる。さらに、塑性加工による緩み防止部３３を設けることによって、追加部品なしでナット２８の緩みを確実に防止することができ、長期にわたって安定して車輪用軸受装置としての機能を発揮することができる。
【００４２】
また、前記車輪回転速度検出手段４１では、磁気エンコーダ４２とセンサ４３との間のエアギャップの公差を小さくすることができる。このため、車輪の回転数を高精度に検出することでき、ＡＢＳ制御の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態を示す車輪用軸受装置の断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】ナットの要部拡大図である。
【図４】従来の車輪用軸受装置の断面図である。
【図５】従来の他の車輪用軸受装置の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１       等速自在継手
２       軸受
３       外方部材
３ａ     一端
３ｂ     他端
４、５   トラック溝
４ａ、５ａ        円弧底
４ｂ、５ｂ        ストレート部
６       内方部材
７       ボール
８       保持器
８ａ     ポケット
９       ガイド部材
９ａ     部分球面
１０     外周面
１１     車輪取付用フランジ
１２     車輪取付用ボルト
１３     孔部
１４     凹溝
１５     止め輪
１６     軌道面
１７     内輪
１８     軌道面
１９     外輪
２０     転動体
２１     シール
２１ａ   スリンガ
２１ｂ   シールリング
２３     車体取付用フランジ
２４     ねじ孔
２５     周方向突条部
２６     周方向突条部の側面
２７     内輪の端面
２８     ナット
２９     雄ねじ部
３１     孔部
３２     雌ねじ部
３３     防止部
３５     ブーツ
３５ａ   大径部
３５ｂ   小径部
３５ｃ   蛇腹部
３６     外周面
３７     ブーツ取付け用溝
３８     嵌合溝
３９     ブーツバンド
４０     嵌合溝
４１     車輪回転速度検出手段
４２     磁気エンコーダ
４２     エンコーダ
４２     磁気エンコーダ
４３     センサ
４４     立ち上がり壁部
４５     本体部
４６     検出部
４７     取付片部
４８     固定具
１００   等速自在継手
１０１   外方部材
１０２   内方部材
１０３   ボールトラック
１０４   ボール
１０５   ボール保持器
１０６   ボス部
１０７   車輪取付用フランジ
１０８   外輪
１０９   車体取付用フランジ
１１０   軸受
１１１   内輪
１１２   予圧付与部材
１１３   ブーツ
１１４   大径部
１１５   小径部
１１６   シャフト
１１７   ブーツバンド
１２０   車輪回転検出手段
１２１   磁気エンコーダ
１２２   センサ
１２３   シール部材
１２４   ナックル
Ｏ       継手中心
Ｏ1      曲率中心
Ｏ2      曲率中心
Ｓ       シールキャップ
【図１】
2007055438.tif 000003
【図２】
2007055438.tif 000004
【図３】
2007055438.tif 000005
【図４】
2007055438.tif 000006
【図５】
2007055438.tif 000007