(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に固定される固定部材と、前記固定部材の内径側において軸受を介して回転自在に支持され車輪に取付けられる回転部材と、前記固定部材と回転部材の間隙をシールするセンサシール部材とからなる車輪軸受装置において、前記固定部材は前記軸受の外方部材と、その外方部材の外径面に形成されたフランジにボルトによって固定されたナックルとにより構成され、前記回転部材は車輪に取付けられる前記軸受の内方部材と、該内方部材の内径面に一体化された等速自在継手を含み、前記軸受よりインナー側において前記ナックルの内径面に環状のセンサを取付け、該センサにその検出部よりインナー側において前記センサシール部材を嵌合し、該センサシール部材のシールリップを前記等速自在継手の継手外輪のシールランドに摺接せしめ、該センサシール部材と前記軸受との間において前記センサの検出部に対向したエンコーダを前記回転部材に取付けたことを特徴とする車輪軸受装置。
【請求項２】
前記シールランドを前記等速自在継手の継手外輪の外径面に嵌合したステンレス鋼製のスリンガにより形成し、該スリンガを前記継手外輪に圧入したことを特徴とする請求項１に記載の車輪軸受装置。
【請求項３】
前記エンコーダを前記スリンガの外径面に取付けたことを特徴とする請求項２に記載の車輪軸受装置。
【請求項４】
前記エンコーダとセンサとの間にラビリンスシールを形成したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車輪軸受装置。
【請求項５】
車体に固定される固定部材と、前記固定部材の内径側において軸受を介して回転自在に支持され車輪に取付けられる回転部材と、前記固定部材と回転部材の間隙をシールするセンサシール部材とからなる車輪軸受装置において、前記固定部材は前記軸受の外方部材と、その外方部材の外径面に形成されたフランジにボルトによって固定されたナックルとにより構成され、前記回転部材は車輪に取付けられる前記軸受の内方部材と、該内方部材の内径面に一体化された等速自在継手を含み、前記軸受よりインナー側において前記ナックルの内径面にセンサを取付け、該センサよりインナー側において前記センサシール部材を前記等速自在継手の継手外輪の外径面に嵌合し、該センサシール部材のシールリップを前記ナックルのシールランドに摺接せしめ、該センサシール部材と前記軸受との間において前記センサの検出部に対向したエンコーダを前記回転部材に取付けたことを特徴とする車輪軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は車輪軸受装置に関し、特に車輪回転速度検出装置を搭載した車輪軸受装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両のアンチロックブレーキシステムにおける車輪回転速度の検出のために、車輪軸受装置に搭載した回転速度検出装置が従来から知られている。
【０００３】
このような回転速度検出装置においては、回転部材にエンコーダを取付け、これに対向したセンサを固定部材に取付けるようにしている。このエンコーダの取付け構造として、特開平６−２８１０１８号公報に示されたものは、固定部材と回転部材との間隙をシールするシール部材の外方において、回転部材につば状の回転ディスクを設け、その回転ディスクの外端面に多極磁化されたエンコーダを取付けた構成となっている。エンコーダが外部に露出しているので、外装式ということができる。
【０００４】
また、実公平７−３６２８８号公報に示されたものは、車輪軸受装置における複列の転走面を有する軸受内輪の該転走面間にエンコーダを配置し、外輪に設けた穴に該エンコーダに対向したセンサを装着している。エンコーダが軸受のシール部材の内側に取付けられるので、内装式ということができる。
【０００５】
特開平８−４３４１１号公報に示されたものは、車輪軸受装置における軸受よりさらにインナー側の回転部材の外周面にエンコーダを配置し、固定部材のインナー側端部にシール部材を装着すると共に、該シール部材の内側に前記エンコーダに対向したセンサを取付けたものである。エンコーダが軸受の外側でシール部材の内側に取付けられるので、シール内外装式ということができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記の外装式は、使用中に磁化されたエンコーダの面に外部の磁性粉が付着しやすく、これがピッチ精度の劣化を引き起こす原因となる問題がある。また、前記の内装式は、エンコーダとセンサを装着するための軸方向寸法の余裕が不足し、設計が成立しないことがある。さらに、前記のシール内外装式は、シール部材の内側にエンコーダとセンサを配置する必要があるため、固定部材のインナー側端部の軸方向寸法がその分だけ大きくなる不利がある。
【０００７】
そこで、この発明は、磁性粉等の異物の侵入を防止するシール構造を備えると共に、十分な取付け余裕があり、かつ固定部材の軸方向寸法を可及的に短くすることができる回転速度検出装置を搭載した車輪軸受装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を達成するために、この発明は、車体に固定される固定部材と、前記固定部材の内径側において軸受を介して回転自在に支持され車輪に取付けられる回転部材と、前記固定部材と回転部材の間隙をシールするセンサシール部材とからなる車輪軸受装置において、前記固定部材は前記軸受の外方部材と、その外方部材の外径面に形成されたフランジにボルトによって固定されたナックルとにより構成され、前記回転部材は車輪に取付けられる前記軸受の内方部材と、該内方部材の内径面に一体化された等速自在継手を含み、前記軸受よりインナー側において前記ナックルの内径面に環状のセンサを取付け、該センサにその検出部よりインナー側において前記センサシール部材を嵌合し、該センサシール部材のシールリップを前記等速自在継手の継手外輪のシールランドに摺接せしめ、該センサシール部材と前記軸受との間において前記センサの検出部に対向したエンコーダを前記回転部材に取付けた構成を採用した。
なお、この明細書において、車両の中心を基準として相対的に中心から遠い方を「アウター側」と称し、中心に近い方を「インナー側」と称するものとする。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
上記構成の車輪軸受装置は、固定部材に作用する車体の荷重を軸受を介して車輪より支持し、その車輪と共に回転する回転部材の回転速度をエンコーダの回転とこれに対向したセンサにより検出する。エンコーダとセンサがセンサシール部材より軸受内部側に設けられる内装式であるので、外部から侵入する異物はそのセンサシール部材により防止される。また、前記のセンサシール部材はセンサの一端部の内径面に嵌合されるので、固定部材にセンサシール部材の嵌合部を設ける必要がなく、またエンコーダもセンサの幅内に収めることができるので、エンコーダやセンサを余裕をもって組み付けることができる。
【００１３】
また、車輪軸受装置のその他の構成として、車体に固定される固定部材と、前記固定部材の内径側において軸受を介して回転自在に支持され車輪に取付けられる回転部材と、前記固定部材と回転部材の間隙をシールするセンサシール部材とからなる車輪軸受装置において、前記固定部材は前記軸受の外方部材と、その外方部材の外径面に形成されたフランジにボルトによって固定されたナックルとにより構成され、前記回転部材は車輪に取付けられる前記軸受の内方部材と、該内方部材の内径面に一体化された等速自在継手を含み、前記軸受よりインナー側において前記ナックルの内径面にセンサを取付け、該センサよりインナー側において前記センサシール部材を前記等速自在継手の継手外輪の外径面に嵌合し、該センサシール部材のシールリップを前記ナックルのシールランドに摺接せしめ、該センサシール部材と前記軸受との間において前記センサの検出部に対向したエンコーダを前記回転部材に取付けた構成をとることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は第１実施形態に関し、回転速度検出装置を搭載した車輪軸受装置を示す。この車輪軸受装置の固定部材１は、外方部材２とそのフランジ３にボルト４により固定されたナックル５により構成される。そのナックル５は通常車両のフロントアクスルにキングピンを介して屈曲可能に取り付けられて関節を構成する車体側の部品であるが、この発明においてはこのナックル５を発明構成部品の一つとして取り込んでいる。
【００１６】
また、回転部材６は、前記の外方部材２の内径側に軸受７を介して挿入された内方部材８、その内方部材８の外径面に嵌合された軸受内輪９及び内方部材８の内径面にスプライン嵌合されナット１０により固定された等速自在継手１１により構成される。内方部材８のアウター側端部に車輪取付け用のフランジ１２が設けられ、そのフランジ１２に車輪固定用のボルト１３及びブレーキロータ１４が取付けられる。
【００１７】
前記の軸受７は、外方部材２の内径面に形成された２本の転走面１５ａ，１５ｂ、これらに対向して内方部材８の外径面に形成されたアウター側転走面１６ａ，軸受内輪９に形成されたインナー側転走面１６ｂ，及びこれらの間に介在された内外２列の転動体１７により構成される。各転動体１７は保持器１８により周方向に一定間隔をおいて保持される。
【００１８】
前記のアウター側の転動体１７の外側において、外方部材２と内方部材８との間隙をシールする通常の構成でなるアウター側シール部材１９が装着される。
【００１９】
前記のナックル５の内径面に環状のセンサ２１が嵌着され、外方部材２の内端面で位置決めされる。センサ２１は合成樹脂のモールド品であり、図２に示すように、内径側に突き出した突条部２２の軸受７側の内端とその反対の外端に、それぞれ内つば２４と外つば２５が形成される。突条部２２の軸受７側に面した内側面に検出素子２３が埋設される。
【００２０】
上記内つば２４の径方向内側において、前記軸受内輪９の外端部外径面にエンコーダ２６が取付けられる。エンコ−ダ２６は、多極性着磁ゴムにより形成され、断面Ｌ字形の取付け金具２７のつば状取付け面２８に加硫接着される。取付け金具２７は筒状部２９により軸受内輪９の外径面に嵌着固定され、該エンコーダ２６は前記の検出素子２３が埋設された突条部２２の内側面（転動体１７に対向した面）に所要の間隔をおいて対向する。
【００２１】
前記取付け金具２７の筒状部２９とセンサ２１の突条部２２の内径面との間隔ａ、エンコーダ２６と突条部２２の内側面との間隔ｂ、及びエンコーダ２６と前記内つば２４との間隔ｃはそれぞれ微小の間隔に設定される。これらの間隔ａ，ｂ，ｃは、それぞれラビリンスシールを構成し、軸受７の内部のグリースの漏れを防止する。
【００２２】
また、前記センサ２１の外つば２５の内径面と突条部２２の外側面とにより形成されたコーナ部分にセンサシール部材３１が装着される。このセンサシール部材３１は、Ｌ字形の芯金３２に弾性材料でなるシール３３を接合一体化したものであり、１つのラジアルリップ３４と２つのサイドリップ３５、３５を有する。
【００２３】
前記のセンサシール部材３１に対向して前記の等速自在継手１１の継手外輪３６の肩部に、シールランドを形成するステンレス鋼製のスリンガ３７が圧入される。スリンガ３７は筒状部３８と傾斜つば部３９を有し、前記ラジアルリップ３４がその筒状部３８に摺接され、サイドリップ３５，３５が傾斜つば部３９に摺接される。前記のスリンガ３７を省略し、ラジアルリップ３４、サイドリップ３５、３５が摺接するシールランドを継手外輪３６の外径面に直接形成してもよいが、シールランドの防錆能力を確保し、高性能シールを実現するためには、前記のスリンガ３７を用いることが望ましい。
【００２４】
第１実施形態の車輪軸受装置は以上のようなものであり、これに搭載される回転検出装置は、固定部材１に取付けられた環状のセンサ２１、回転部材６を構成する軸受内輪９に取付けられたエンコーダ２６、前記固定部材１の一部を構成するセンサ２１と、回転部材６を構成する継手外輪３６との間をシールするセンサシール部材３１とにより構成される。
【００２５】
前記の固定部材１は、図示の場合、ナックル５と外方部材２及びセンサ２１とにより構成され、センサ２１がナックル５の内径面に取付けられる。また回転部材６は、内方部材８、軸受内輪９及び等速自在継手１１により構成され、前記のエンコーダ２６が軸受内輪９に取付けられる。回転部材６にブレーキロータ１４を含めてもよい。
【００２６】
センサ２１が外方部材２、ナックル５、及び継手外輪３６とにより形成される空間を利用してナックル５の内径面に取付けられ、また、エンコーダ２６が、センサ２１と軸受内輪９との間の空間を利用して該軸受内輪９に嵌着される。更に、センサシール部材３１がセンサ２１と継手外輪３６との間の空間を利用してセンサ２１の外つば２５に取付けられる。このように、センサ２１、エンコーダ２６、センサシール部材３１を、各部品間に生じる空間を利用して取付けるようにしたので、外方部材２、ナックル５、軸受内輪９、内方部材８等の部品のサイズを必要最小限度の大きさに設計することができる。
【００２７】
いま、駆動力が等速自在継手１１、内方部材８を通じて図示省略の車輪に伝達されると、エンコーダ２６が回転し、その回転に伴う磁気的変化に感応してセンサ２１の検出素子２３が車輪の回転速度を検出する。また、車両の荷重がナックル５、外方部材２及び軸受７を介して支持される。
【００２８】
車両の外部からの塵埃や泥水等の侵入は、アウター側シール部材１９とセンサシール部材３１により阻止される。特に、センサシール部材３１においては、サイドリップ３５、３５及びラジアルリップ３４の３枚のシールリップよりなる高性能シールにより異物の侵入を防止する。また、軸受７のグリースの漏出は、前記の間隔ａ、ｂ、ｃの部分のラビリンスシール及びセンサシール部材３１のラジアルリップ３４により防止される。
【００２９】
次に、エンコーダ２６とインナー側シール部材３１の取付け構造の変形例を図３と図４に示す。
【００３０】
図３に示したものは、センサ２１において前記の内つば２４を省略し、センサ２１を突条部２２と外つば２５により構成している。センサ２１は、ナックル５の内径面に取付けられ、外方部材２の端面で位置決めされる。スリンガ３７はステンレス鋼により形成され、小径部４１、中間段部４２、大径部４３、その大径部４３に連続した傾斜つば部３９を設けたものである。小径部４１は、継手外輪３６の小径部４４より若干大径に形成され、大径部４３が継手外輪３６の中径部４５に圧入される。
【００３１】
前記スリンガ３７の小径部４１と中間段部４２のコーナ部にエンコーダ２６が接合され、センサ２１の突条部２２の内径面に対し所定の微小な間隔ｄをもって対向する。この場合の検出素子２３は図示のように突条部２２の内径面側に埋設される。
【００３２】
なお、エンコーダ２６と軸受内輪９との間隔ｅ、突条部２２と軸受内輪９との間隔ｆは、いずれもラビリンスシールを構成する間隔に設定される。
【００３３】
前記の中間段部４３と傾斜つば部３９によりシールランドが形成され、その中間段部４３にラジアルリップ３４が摺接され、また、傾斜つば部３９にサイドリップ３５、３５が摺接される。車輪の回転速度検出その他の作用は前述の場合と同様である。
【００３４】
図３の構成によると、スリンガ３７とエンコーダ２６が一体化されるので、部品点数と組立工数の低減が図られる。
【００３５】
図４の場合のセンサ２１は、図３の場合と同様に、突条部２２と外つば２５とにより構成され、内径面側に検出素子２３が埋設される。スリンガ３７は継手外輪３６の最大外径部分に圧入される。この場合のスリンガ３７は、小径部４１’、中間段部４２’、大径部４３’を有し、その大径部４３’につば部３９’が直角に屈曲して形成される。大径部４３’とつば部３９’がシールランドを形成する。
【００３６】
上記の小径部４１’と中間段部４２’にエンコーダ２６が接合され、そのエンコーダ２６とセンサ２１の内径面との間の間隔ｄがラビリンスシールを構成する。シール３３のラジアルリップ３４、３４が２枚、サイドリップ３５が１枚設けられ、それぞれ大径部４３’とつば部３９’に摺接される。
【００３７】
なお、前記の図４の場合は、等速自在継手１１の継手外輪３６と内方部材８が一体化された構造の車輪軸受装置（図７参照）に適用される。
【００３８】
ところで、以上述べた車輪軸受装置は、センサ２１をナックル５の内径面に取付け、またそのセンサ２１と等速自在継手１１の継手外輪３６との間の間隙にセンサシール部材３１を取付ける構成であるので、ナックル５と等速自在継手１１を、外方部材２、軸受７及び内方部材８と共にユニット化することができる。ブレーキロータ１４をそのユニットに含めるかどうかは任意である。上記のユニット化の点は以下に述べる他の実施形態においても同様である。
【００３９】
次に、図５から図７に基づいて車輪軸受装置の他の実施形態について説明する。どの実施形態においてもそれに搭載される回転速度検出装置は前述の第１実施形態の場合と同様に図２から図４に示したものを搭載することができるが、代表として図５と図６の実施形態の場合は図２に示したものを、また図７の実施形態の場合は図４に示したものをそれぞれ搭載するようにしている。
【００４０】
図５に示した第２実施形態は、内方部材８の外径面にアウター側軸受内輪９ａと、インナー側軸受内輪９ｂを嵌着したものである。その他の構成は前記の第１実施形態と同じである。
【００４１】
図６に示した第３実施形態は、図５の第２実施形態における外方部材２の内径面に軸受外輪４７を嵌合したものである。
【００４２】
図７に示した第４実施形態は、等速自在継手１１の継手外輪３６のステム部４６を省略して、継手外輪３６と内方部材８とを一体化して一部品としたものであり、その一体化した一部品の外径面に転走面１６ａ，１６ｂが形成される。
【００４３】
次に、図８に基づいて第５実施形態の車輪軸受装置を説明する。この場合のセンサ５１は、円筒状のセンサ本体５２の上端に固定用つば５３を設け、そのセンサ本体５２に検出素子２３を埋設したモールド品であり、外方部材２のインナー側において、ナックル５に取付けボルト５４により固定される。センサ本体５２の先端部が継手外輪３６の小径部５５と中間段部５６が作る空間部分に臨む。
【００４４】
前記の小径部５５と中間段部５６のコーナ部分にＬ字形の取付け金具５７が圧入され、その中間段部５６側の取付け面５８にエンコーダ５９が接合される。そのエンコーダ５９が前記センサ本体５２の検出素子２３に所要の間隔をおいて対向する。
【００４５】
また、前記継手外輪３６の中間段部５６に連続した中径部６１にセンサシール部材３１’が装着される。このセンサシール部材３１’は、芯金３２’にシール３３’を接合一体化したものであり、そのシール３３’が２枚のラジアルリップ３４’を有し、ナックル５の内径面のシールランドに摺接される。
【００４６】
継手外輪３６の大径部６２にＬ字形断面のシール金具６３が圧入され、ナックル５の内径面との間でラビリンスシールを構成する。
【００４７】
また、軸受７を構成する外方部材２と内方部材８のインナー側端部の間隙はインナー側シール部材６４が装着され、軸受７のグリースの漏出と外部からの塵埃の侵入を防止する。
【００４８】
なお、前記以外の構造については図示を省略しているが、省略部分は前記の各実施形態のものと同様である。
【００４９】
前記の第５実施形態の車輪軸受装置に搭載される回転検出装置は、固定部材１を構成するナックル５に取付けられたセンサ５１、回転部材６を構成する等速自在継手１１の継手外輪３６に取付けられたエンコーダ５９、前記ナックル５と継手外輪３６の間を封鎖するセンサシール部材３１’とにより構成される。
【００５０】
センサ５１とエンコーダ５９は、センサシール部材３１’と、シール金具６３によるラビリンスシールによりシールされ、また軸受７側からのグリースの漏出はインナーシール部材６４により防止される。
【００５１】
なお、図８（ｃ）に示すように、センサシール部材３１’の芯金３２’と前記の取付け金具５７を一体化した共通金具６５にエンコーダ５９とシール３３’を接合するようにしてもよい。
【００５２】
回転速度検出装置及び車輪軸受装置としての作用は前記の各実施形態の場合と同様である。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、この発明にかかる車輪軸受装置は、エンコーダとこれに対向したセンサによる回転速度検出部分を、固定部材と回転部材との間に装着したセンサシール部材によりシールするようにしたので、磁性粉等の異物の侵入を防止し、精度の高い速度検出を行うことができる。
【００５４】
上記のセンサを環状に形成し、センサシール部材を該センサの一部に取付ける構成を採ることにより、センサシール部材の取付け部をその他の部品に設ける必要がなく、また、エンコーダもこれらの部品間の間隙を利用して取付けることができる。このため、センサ、エンコーダ、センサシール部材の取付けに余裕があり、また各部品の大型化を防ぐことができる。
【００５５】
また、この発明においては、通常は車体側の部品であるナックルを固定部材の構成部材として取り込み、そのナックルにセンサを取付けるか、又はそのナックルにシールランドを形成する構成をとることにより、ナックルを固定部材の構成部材に含む車輪軸受装置のユニット化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の一部省略断面図
【図２】同上の一部拡大断面図
【図３】同上の変形例の一部拡大断面図
【図４】同上の他の変形例の一部拡大断面図
【図５】第２実施形態の一部省略断面図
【図６】第３実施形態の一部省略断面図
【図７】第４実施形態の一部省略断面図
【図８】（ａ） 第５実施形態の一部省略断面図
（ｂ） 同上のセンサの正面図
（ｃ） 同上の変形例の一部省略断面図
【符号の説明】
１ 固定部材
２ 外方部材
３ フランジ
４ ボルト
５ ナックル
６ 回転部材
７ 軸受
８ 内方部材
９ 軸受内輪
９ａ アウター側軸受内輪
９ｂ インナー側軸受外輪
１０ ナット
１１ 等速自在継手
１２ フランジ
１３ ボルト
１４ ブレーキロータ
１５ａ アウター側転走面
１５ｂ インナー側転走面
１６ａ アウター側転走面
１６ｂ インナー側転走面
１７ 転動体
１８ 保持器
１９ アウター側シール部材
２１ センサ
２２ 突条部
２３ 検出素子
２４ 内つば
２５ 外つば
２６ エンコーダ
２７ 取付け金具
２８ 取付け面
２９ 筒状部
３１、３１’センサシール部材
３２、３２’ 芯金
３３、３３’シール
３４、３４’ラジアルリップ
３５ サイドリップ
３６ 継手外輪
３７ スリンガ
３８ 筒状部
３９ 傾斜つば部
３９’ つば部
４１、４１’ 小径部
４２、４２’ 中間段部
４３、４３’ 大径部
４４ 小径部
４５ 中径部
４６ ステム部
４７ 軸受外輪
５１ センサ
５２ センサ本体
５３ 固定用つば
５４ 取付け用ボルト
５５ 小径部
５６ 中間段部
５７ 取付け金具
５８ 取付け面
５９ エンコーダ
６１ 中径部
６２ 大径部
６３ シール金具
６４ インナー側シール部材
６５ 共通金具
【図１】
0003862453.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003862453.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003862453.tif 000008
【図８】
0003862453.tif 000009