JP2008170171A - 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、ハウジングが球状黒鉛鋳鉄のような比較的錆びやすい材質である場合でも、錆によって磁気エンコーダと磁気センサとの位置関係が変化することがなく、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鋳鉄製で環状のハブ３４取付用ハウジング７とを備える。前記ハウジング７の軸方向端部に、ハウジング７の内径面および外径面に嵌合する内径嵌合部１８ｂおよび外径嵌合部１８ｃを有する磁気エンコーダ１７を設ける。これにより、ハウジング７の軸方向端面にまで錆が進行することを防ぎ、錆に押されて磁気エンコーダ１７が軸方向に移動することにより、磁気エンコーダ１７とこれに対向する磁気センサ２１との位置関係が変化することを防止する。
【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２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

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。Ａが磁気エンコーダであると仮定した場合、この図例の磁気エンコーダＡは、図２（Ｂ）に示すように、端面当接部Ａａと外径嵌合部Ａｂとからなる断面Ｌ字状をしており、その端面当接部Ａａをハウジング７の端面に当接させ、かつ外径嵌合部Ａｂをハウジング７の外径面に嵌合させて、ハウジング７に取付けてある。これに限らず、磁気エンコーダは一般的にこのように設けられる。
なお、磁気エンコーダＡの一部、例えば端面当接部Ａａには円周方向に並ぶ複数の磁極を有する円環状の多極磁石が形成されており、この多極磁石に対向して磁気センサ２１が設けられている。磁気エンコーダＡの回転に伴って磁気センサ２１の前を横切る多極磁石の磁極を磁気センサ２１が検出することにより、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。

ところで、大型車両用アクスルユニットでは、ハウジング７やハブ３４の材質を球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ）とすることが多い。球状黒鉛鋳鉄は、Ｓ５５Ｃ等の炭素鋼に比べ、炭素量が多い。一般的に、鋼材は炭素量が多いほど錆びやすいとされている。

このため、球状黒鉛鋳鉄で製作されたハウジング７に対して図２のように磁気エンコーダＡを設けた場合、磁気エンコーダＡによって覆われていないハウジング７の端面に錆が発生しやすく、その錆が磁気エンコーダＡの端面当接部Ａａの内側まで進行すると、錆に押されて磁気エンコーダＡが軸方向に移動して、回転検出装置の誤作動を引き起こす可能性がある。つまり、磁気エンコーダＡと磁気センサ２１との位置関係が変化して、回転検出装置で車輪の回転を正確に検出できなくなる。回転検出装置の検出結果に基づきアンチロックブレーキ装置を作動させる場合は、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、ハウジングが球状黒鉛鋳鉄のような比較的錆びやすい材質である場合でも、錆によって磁気エンコーダと磁気センサとの位置関係が変化することがなく、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鋳鉄製で環状のハブ取付用ハウジングとを備えた車輪用軸受装置であって、前記ハウジングの軸方向端部に、ハウジングの内径面および外径面に嵌合する内径嵌合部および外径嵌合部を有する磁気エンコーダを設けたことを特徴とする。

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。ハウジングの軸方向端部の内径面および外径面が、磁気エンコーダの芯金の内径嵌合部および外径嵌合部で覆われているので、錆がハウジングの端面まで進行することが防がれる。そのため、ハウジングの端面に発生した錆によって磁気エンコーダが軸方向に移動して、磁気エンコーダと磁気センサとの位置関係が変化することにより、回転検出装置が誤作動を引き起こすことを防止できる。

前記磁気エンコーダは、アキシアル型の磁気エンコーダとしても良い。
磁気エンコーダをアキシアル型としても、錆による磁気エンコーダが軸方向移動が防止でき、磁気エンコーダと磁気センサとのエアギャップの変化をなくすことができる。

この発明の磁気エンコーダは、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鋳鉄製で環状のハブ取付用ハウジングとを備えた車輪用軸受装置に設けられる磁気エンコーダであって、前記ハウジングの軸方向端面に当接する端面当接部と、この端面当接部の内周縁および外周縁に続き、ハウジングの内径面および外径面に嵌合する内径嵌合部および外径嵌合部とでなる断面コ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ことを特徴とする。
この構成とすれば、磁気エンコーダの芯金の内径嵌合部および外径嵌合部によってハウジングの軸方向端部の内径面および外径面が覆われているので、錆がハウジングの端面まで進行することが防がれる。そのため、ハウジングの端面に発生した錆によって磁気エンコーダが軸方向に移動して、磁気エンコーダと磁気センサとの位置関係が変化することにより、回転検出装置が誤作動を引き起こすことを防止できる。

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鋳鉄製で環状のハブ取付用ハウジングとを備えた車輪用軸受装置であって、前記ハウジングの軸方向端部に、ハウジングの内径面および外径面に嵌合する内径嵌合部および外径嵌合部を有する磁気エンコーダを設けたため、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、ハウジングが球状黒鉛鋳鉄のような比較的錆びやすい材質である場合でも、錆によって磁気エンコーダと磁気センサとの位置関係が変化することがなく、常に車輪の回転を正確に検出できるものとなった。

この発明の第１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、その内径面１１は、転がり軸受２の外輪４が圧入される圧入面部１１ａと、この圧入面部１１ａに段差部１１ｂを介してアウトボード側へ続く圧入面部１１ａ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。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の内径面圧入面部１１ａ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。組込状態では、外輪４のアウトボード側の端面がハウジング７の内径面段差部１１ｂに当接し、転がり軸受２のアウトボード側への移動が規制される。ハウジング７に転がり軸受２を組み込んだ状態では、ハウジング７の方が外輪４よりもインボード側に突出しており、このハウジング７の突出部の内径面に、外輪４のインボード側への抜け止め用の止め輪１５が取付けられている。

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）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の内周縁および外周縁に続き、ハウジング７の内径面および外径面に嵌合する内径嵌合部１８ｂおよび外径嵌合部１８ｃとでなる断面コ字状で円環状の芯金１８を有し、この芯金１８の前記端面当接部１８ａ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１９が形成されている。多極磁石１９は、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。

また、磁気エンコーダ１７を前記形状としたことにより、ハウジング７のインボード側端部の内径面および外径面が、磁気エンコーダ１７の芯金１８の内径嵌合部１８ｂおよび外径嵌合部１８ｃで覆われた状態となり、錆がハウジング７のインボード側端面まで進行することが防がれる。そのため、ハウジング７のインボード側端面に発生した錆によって磁気エンコーダ１７が軸方向に移動して、磁気エンコーダ１７と磁気センサ２１とのエアギャップが変化することにより、回転検出装置２２が誤作動を引き起こすことを防止できる。したがって、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。

この実施形態では、磁気エンコーダ１７をアキシアル型としているが、磁気エンコーダ１７はラジアル型としてもよい。
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。 （Ａ）は従来のアクスルユニットの断面図、（Ｂ）はそのIIＢ部拡大図である。

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
１７…磁気エンコーダ
１８…芯金
１８ａ…端面当接部
１８ｂ…内径嵌合部
１８ｃ…外径嵌合部
１９…多極磁石
２１…磁気センサ
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鋳鉄製で環状のハブ取付用ハウジングとを備えた車輪用軸受装置であって、
   前記ハウジングの軸方向端部に、ハウジングの内径面および外径面に嵌合する内径嵌合部および外径嵌合部を有する磁気エンコーダを設けたことを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 請求項１において、前記磁気エンコーダは、アキシアル型の磁気エンコーダである車輪用軸受装置。
3. 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鋳鉄製で環状のハブ取付用ハウジングとを備えた車輪用軸受装置に設けられる磁気エンコーダであって、前記ハウジングの軸方向端面に当接する端面当接部と、この端面当接部の内周縁および外周縁に続き、ハウジングの内径面および外径面に嵌合する内径嵌合部および外径嵌合部とでなる断面コ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ことを特徴とする磁気エンコーダ。

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