JP2008168664A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 大型車両用のアクスルユニットとして使用するのに適し、ハウジングに対して外輪が軸方向に移動しないようにすることで、磁気エンコーダと磁気センサとの位置関係が変化せずに、常に車輪の回転を正確に検出できる車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】 この車輪用軸受装置１は、複列の転がり軸受２と、この転がり軸受２の外輪４が内周に圧入された環状のハブ３４取付用ハウジング７とを備え、このハウジング７に磁気エンコーダ１７が設けられている。前記ハウジングの内周面１１は、前記外輪４が圧入される圧入面部１１ｂと、この圧入面部１１ｂに段差部１１ｃを介して続く圧入面部１１ｂよりも小径な小径面部１１ｃとからなる段付き円筒面状に形成されている。前記圧入面部１１ｂに圧入された外輪４が、前記段差部１１ｃと前記ハウジング７の内周に固定された固定部材１３とで幅締めされる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、トラック、バス等の大型車両用のアクスルユニットとして使用される車輪用軸受装置に関する。

大型車両用のアクスルユニットとして、例えば特許文献１に開示された構造のものが知られている。図３に示すように、このアクスルユニットは、ユニット化された複列の転がり軸受２と、この転がり軸受２の外輪４が内周に嵌合する環状のハウジング７とを備え、ハウジング７の一端にハブ３４およびブレーキロータ３５を取付けたものである。車輪（図示せず）はハブ３４に取付けられる。
特開２００３−３１２２０５号公報

この種のアクスルユニットでは、通常、転がり軸受２の外輪４がハウジング７の内周に圧入により嵌合させてある。その場合、アクスルユニットに高荷重が負荷されたときに、外輪４がクリープして軸方向に抜けるのを防止するために、外輪４の軸方向の移動を規制する止め輪１５がハウジング７に取付けられる。

上記止め輪１５は、ハウジング７の内周に形成されている環状溝１３に、止め輪１５が有する弾性を利用して嵌め込まれるが、この嵌め込みが円滑に行われるように、環状溝１３の幅よりも止め輪１５の幅の方が若干狭くなっている。このため、止め輪１５を取付けた状態で、止め輪１５とハウジング７との間には、軸方向の僅かな隙間があり、この隙間分だけハウジング７に対して外輪４が移動する可能性がある。

最近の自動車は、操舵安定性を得るためにアンチロックブレーキ装置（ＡＢＳ）を備えたものが多い。アンチロックブレーキ装置を備えた自動車では、タイヤロックを検知するＡＢＳセンサがアクスルユニットに設けられる。ＡＢＳセンサは、アクスルユニットにおける回転側部材に取付けた磁気エンコーダと、前記磁気エンコーダに対して対面するように固定側部材に取付けられた磁気センサとからなる。
具体的な説明はないが、特許文献１にも、ＡＢＳセンサ等の回転検出装置の磁気エンコーダと思われるものＡが図に示されている。それは回転側部材であるハウジング７のインボード側端部に取付けられている。Ａがアキシアル型の磁気エンコーダとした場合、磁気センサＢは、二点鎖線で示すように磁気エンコーダＡに対して軸方向に所定距離だけ離して固定側部材に設けられる。図３の例では、固定側部材がナックルＣである。

しかし、前述の理由により、止め輪１５とハウジング７との隙間の範囲内でハウジング７に対して外輪４が軸方向に移動した場合、外輪４と共に外輪４よりも車体側の部材も軸方向に移動し、磁気エンコーダＡと磁気センサＢとの距離が変化して、回転検出装置で車輪の回転を正確に検出できなくなる。Ａがラジアル型の磁気エンコーダである場合も、磁気エンコーダＡと磁気センサＢとの角度が変化することで、やはり回転検出装置で車輪の回転を正確に検出できなくなる。このように回転検出装置の検出精度が低下すると、アンチロックブレーキ装置が正確に作動しなくなる懸念がある。

この発明の目的は、大型車両用のアクスルユニットとして使用するのに適し、ハウジングに対して外輪が軸方向に移動しないようにすることで、磁気エンコーダと磁気センサとの位置関係が変化せずに、常に車輪の回転を正確に検出できる車輪用軸受装置を提供することである。

この発明にかかる車輪用軸受装置は、複列の転がり軸受と、この転がり軸受の外輪が内周に圧入された環状のハブ取付用ハウジングとを備え、このハウジングに磁気エンコーダを設けた車輪用軸受装置であって、前記ハウジングの内周面は、前記外輪が圧入される圧入面部と、この圧入面部に段差部を介して続く圧入面部よりも小径な小径面部とからなる段付き円筒面状に形成され、前記圧入面部に圧入された外輪が、前記段差部と前記ハウジングの内周に固定された固定部材とで幅締めされることを特徴とする。

この車輪用軸受装置は、ハブ取付用ハウジングにハブおよびブレーキロータを取付けることで、アクスルユニットとして使用される。転がり軸受の外輪がハウジング内周面の段差部とハウジングの内周に固定された固定部材とで幅締めされるため、ハウジングに対して外輪が軸方向に移動することがなく、磁気エンコーダとこれに対向する磁気センサとの位置関係が変わらない。そのため、常に車輪の回転を正確に検出できる。

この発明において、前記固定部材は、外周に雄ねじが形成されたリング状の部材であり、前記ハウジングの内周に設けた雌ねじ部に螺着されるものとするのがよい。
固定部材を上記のものとすると、固定部材をハウジングの内周に容易に固定することができ、また固定部材により外輪を確実に幅締めすることができる。

前記磁気エンコーダは、ハウジングの軸方向端面に当接する端面当接部と、この端面当接部の外周縁に続き、ハウジングの外周面に嵌合する外周嵌合部とでなる断面Ｌ字状で円環状の芯金を有し、この芯金の前記端面当接部に、円周方向に並ぶ複数の磁極を有する円環状の多極磁石を形成したものであるのがよい。
磁気エンコーダを上記構成とすると、固定部材をハウジング内周の軸方向端の近傍に固定しても、磁気エンコーダをハウジングの軸方向端部に設けることができる。そのため、ハウジング７の軸方向長さを短くできる。また、磁気エンコーダを芯金の端面当接部に円環状の多極磁石を形成したアキシアル型とすると、磁気センサが多極磁石に対して軸方向に対向する位置に設けられるので、磁気エンコーダおよび磁気センサとでなる回転検出装置を径方向に嵩張らせずに設けることができる。

この発明の車輪用軸受装置は、複列の転がり軸受と、この転がり軸受の外輪が内周に圧入された環状のハブ取付用ハウジングとを備え、このハウジングに磁気エンコーダを設けた車輪用軸受装置であって、前記ハウジングの内周面は、前記外輪が圧入される圧入面部と、この圧入面部に段差部を介して続く圧入面部よりも小径な小径面部とからなる段付き円筒面状に形成され、前記圧入面部に圧入された外輪が、前記段差部と前記ハウジングの内周に固定された固定部材とで幅締めされるものとしたため、大型車両用のアクスルユニットとして使用するのに適し、またハウジングに対して外輪が軸方向に移動しないようにすることができ、それにより、磁気エンコーダと磁気センサとの位置関係が変化せずに、常に車輪の回転を正確に検出できる。

この発明の実施形態を図１と共に説明する。この実施形態は、外輪回転タイプで、例えばトラック、バス等の大型車両の従動輪用アクスルユニットに使用された状態を示す。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。

この車輪用軸受装置１は、複列の転がり軸受２と、この転がり軸受２の外周に嵌合するハブ取付用のハウジング７とからなる。転がり軸受２は、それぞれ外周面に軌道面３ａを有する２個の内輪３と、この内輪３の軌道面３ａに対向する複列の軌道面４ａを内周面に有する外輪４と、これら内外輪３，４間に組み込まれた複列の転動体５とを備えている。この実施形態の場合、転動体５は円すいころであって、複列の円すいころが背面組合せで配列され、各列毎に保持器６で保持されている。内輪３と外輪４間の軸受空間の両端は、シール８，９によりそれぞれ密封されている。

ハウジング７は環状の部材であり、その内周面１１は、内周に雌ねじが形成されたインボード側端部の雌ねじ部１１ａと、この雌ねじ部１１ａのアウトボード側に続き、転がり軸受２の外輪４が圧入される圧入面部１１ｂと、この圧入面部１１ｂに段差部１１ｃを介してアウトボード側へ続く圧入面部１１ｂよりも小径な小径面部１１ｄとからなる段付き円筒面状に形成されている。ハウジング７のアウトボード側の端面における周方向複数箇所に、ハブおよびブレーキロータを取付けるためのボルト孔１２が設けられている。

転がり軸受２は、その外輪４をハウジング７の内周面圧入面部１１ｂにインボード側から圧入することにより、ハウジング７に組み込まれる。そして、ハウジング７の内周面圧入面部１１ｂに、外周に雄ねじが形成されたリング状の部材である固定部材１３を、外輪４のインボード側端面に押し付けた状態で螺着させてある。これにより、ハウジング７の内周面段差部１１ｃと固定部材１３とで外輪４が幅締めされている。

また、ハウジング７のインボード側端には、磁気エンコーダ１７が固定して設けられている。この磁気エンコーダ１７は、後述する磁気センサ２１と組み合わせて、回転検出装置２２として構成される。回転検出装置２２は、例えばタイヤロックを検知するためのＡＢＳセンサとして利用され、その検出結果に基づいてアンチロックブレーキ装置が作動するようになっている。

前記磁気エンコーダ１７はアキシアル型のものであって、図１（Ｂ）の部分拡大図に示すように、ハウジング７のインボード側端面に当接する端面当接部１８ａと、この端面当接部１８ａの外周縁に続き、ハウジング７の外周面に嵌合する外周嵌合部１８ｂとでなる断面Ｌ字状で環状の芯金１８を有し、この芯金１８の前記端面当接部１８ａに多極磁石１９を形成したものである。多極磁石１９は、円周方向に並ぶ複数の磁極を有する環状の部材であり、ここでは磁性体を混入したゴムを前記芯金端面当接部１８ａのインボード側面に加硫接着して、着磁処理したゴム磁石とされている。ゴム磁石の代わりに、プラスチック磁石、または焼結磁石等を設けたものであってもよい。

前記磁気センサ２１は、多極磁石１９のインボード側面に対面配置するように、アクスルユニットの固定側部材に取付けられる。この実施形態では、固定側部材が、ナックルに固定される固定軸３１の基部３１ａとされている。磁気エンコーダ１７の回転に伴って磁気センサ２１の前を横切る多極磁石１９の磁極を磁気センサ２１が検出することにより、回転検出装置２２が、このアクスルユニットに取付けられた車輪の回転を検出する。

この車輪用軸受装置１を例えばトラックの従動輪用アクスルユニットとして組付ける場合、前記固定軸３１を内輪３の内周に挿通し、その固定軸３１の先端側のねじ部３１ｂにナット３２を装着して、このナット３２と固定軸３１の基部側の大径部３１ｃとで内輪３を幅締めする。また、ボルト孔１２に螺着されるボルト３３により、ハブ３４およびブレーキロータ３５をハウジング７に取付ける。車輪（図示せず）は、ハブ３４にハブボルト３６で取付けられる。

転がり軸受２の外輪４は、ハウジング７の内周面段差部１１ｃとハウジング７の内周に固定された固定部材１３とで幅締めされているため、ハウジング７に対して外輪４が軸方向に移動することがなく、磁気エンコーダ１７とこれに対向する磁気センサ２１との距離が一定である。そのため、回転検出装置２２により、常に精度良く車輪の回転を検出することができる。また、アンチロックブレーキ装置が常に正確に作動する。

磁気エンコーダ１７はハウジング７の周面のうち外周面にのみ嵌合する形状であるため、固定部材１３をハウジング７内周の軸方向端の近傍に固定しても、磁気エンコーダ１７をハウジング７の軸方向端部に設けることができる。そのため、ハウジング７の軸方向長さを短くできる。また、磁気エンコーダ１７がアキシアル型であり、磁気センサ２１が多極磁石１９に対して軸方向に対向する位置に設けられているので、回転検出装置２２を径方向に嵩張らせずに設けることができる。

図２は異なる実施形態を示す。この実施形態は、ハウジング７の軸受嵌め合い面である内周面圧入面部１１ｂおよび段差部１１ｃに、焼入れによる表面硬化層２６を設けたものである。この表面硬化層の硬さはＨＲＣ５０以上とするのがよい。このように表面硬化層２６を設けると、ハウジング７の内周面における圧入面部１１ｂや段差部１１ｃの外輪４との接触により摩耗を抑えることができる。圧入面部１１ｂにだけ表面硬化層２６を設けてもよい。

この実施形態では、磁気エンコーダをアキシアル型としているが、磁気エンコーダはラジアル型としてもよい。磁気エンコーダがラジアル型である場合は、外輪４が軸方向に移動した場合における磁気エンコーダと磁気センサとの角度変化をなくすことができる。したがって、この場合も、回転検出装置により、常に精度良く車輪の回転を検出することができる。
また、この実施形態では、転がり軸受２を円すいころ軸受型としているが、アンギュラ玉軸受等の玉軸受型としてもよい。
また、この実施形態では、車輪用軸受装置１が従動輪用のアクスルユニットに使用されているが、この発明の車輪用軸受装置は、駆動輪用のアクスルユニットにも適用することができる。

（Ａ）はこの発明の実施形態にかかる車輪用軸受装置を組み込んだアクスルユニットの断面図、（Ｂ）はそのＩＢ部拡大図である。 この発明の異なる実施形態にかかる車輪用軸受装置を組み込んだアクスルユニットの断面図である。 従来のアクスルユニットの断面図である。

符号の説明

１…車輪用軸受装置
２…転がり軸受
３…内輪
４…外輪
７…ハウジング
１１…外輪内周面
１１ｂ…圧入面部
１１ｃ…段差部
１１ｄ…小径部
１３…固定部材
１７…磁気エンコーダ
１８…芯金
１８ａ…端面当接部
１８ｂ…外周嵌合部
１９…多極磁石
２１…磁気センサ
３１…固定軸
３４…ハブ
３５…ブレーキロータ

Claims (3)

1. 複列の転がり軸受と、この転がり軸受の外輪が内周に圧入された環状のハブ取付用ハウジングとを備え、このハウジングに磁気エンコーダを設けた車輪用軸受装置であって、
   前記ハウジングの内周面は、前記外輪が圧入される圧入面部と、この圧入面部に段差部を介して続く圧入面部よりも小径な小径面部とからなる段付き円筒面状に形成され、前記圧入面部に圧入された外輪が、前記段差部と前記ハウジングの内周に固定された固定部材とで幅締めされることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 請求項１において、前記固定部材は、外周に雄ねじが形成されたリング状の部材であり、前記ハウジングの内周に設けた雌ねじ部に螺着される車輪用軸受装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記磁気エンコーダは、ハウジングの軸方向端面に当接する端面当接部と、この端面当接部の外周縁に続き、ハウジングの外周面に嵌合する外周嵌合部とでなる断面Ｌ字状で円環状の芯金を有し、この芯金の前記端面当接部に、円周方向に並ぶ複数の磁極を有する円環状の多極磁石を形成したものである車輪用軸受装置。

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