JP4483852B2 - 車輪用回転支持装置及びその組立方法 - Google Patents

Description

この発明は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度を検出する為に利用する回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを備えた、車輪用回転支持装置及びその組立方法の改良に関する。

自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するのに、転がり軸受ユニットを使用する。又、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）を制御する為には、上記車輪の回転速度を検出する必要がある。この為、上記転がり軸受ユニットに回転速度検出装置を組み込んだ、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットにより、上記車輪を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度を検出する事が、近年広く行なわれる様になっている。

図１は、この様な目的で使用される自動車用回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの従来構造の１例として、特許文献１に記載されたものを示している。この回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、使用時にも回転しない外輪１の内側に、内輪相当部材であるハブ２を回転自在に支持し、このハブ２の一部に固定したエンコーダ３の回転速度を、上記外輪１に支持したセンサ４により検出自在としている。この為に、上記外輪１の内周面には、複列の外輪軌道５、５を設けている。又、上記ハブ２及びこのハブ２に外嵌固定した内輪６の外周面には、それぞれ内輪軌道７、７を設けている。そして、これら各内輪軌道７、７と上記各外輪軌道５、５との間にそれぞれ複数個ずつの転動体８、８を、転動自在に設け、上記外輪１の内側に、内輪相当部材である上記ハブ２及び内輪６を、回転自在に支持している。

又、上記外輪１の外周面の外（外とは、自動車の組み付け状態で幅方向外側となる側を言い、図１の左側。反対に、自動車の組み付け状態で幅方向中央側となる、図１の右側を内と言う。本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。）端寄り部分に、円周方向全周に亙り、若しくは円周方向に亙り間欠的に、直径方向外方に突出する状態で固定側フランジ９を設けている。この固定側フランジ９は、自動車の懸架装置の一部であるナックルに対して、図示しない複数のボルトにより結合固定自在である。この為、上記固定側フランジ９に図示しない複数の通孔を設けると共に、上記ナックルの外端面で上記通孔と対向する部分に、図示しない複数のねじ孔を形成している。

又、上記ハブ２の外端部（図１の左端部）で上記外輪１の外端部から軸方向に突出した部分には、車輪を取り付ける為の回転側フランジ１０を設けている。又、上記ハブ２の内周面にはスプライン孔を形成し、このハブ２の内側に図示しない等速ジョイントの回転駆動軸をスプライン結合自在としている。尚、重量の嵩む自動車用の転がり軸受ユニットの場合には、上記複数個の転動体８、８として、図示の様な玉に代えて、テーパころを使用する場合もある。

上述の様な転がり軸受ユニットに回転速度検出装置を組み込むべく、上記内輪６の内端部（図１の右端部）で前記内輪軌道７から外れた部分の外周面には、前記エンコーダ３を締まり嵌めにより外嵌固定、若しくは上記内輪６と一体に形成している。このエンコーダ３は、軟鋼板等の磁性金属板に塑性加工を施して、或は磁性金属製の内輪６の肩部を歯車状に形成して、円周方向に亙り等間隔で直径方向に亙る高さが交互に変化する凹凸部１１を形成する事により、このエンコーダ３の磁気特性を円周方向に亙り交互に且つ等間隔で変化させている。

更に、上記外輪１の内端部で、上記固定側フランジ９に関して軸方向内側（図１の右側）に位置する部分には、挿入孔１２を形成している。そして、この挿入孔１２に上記センサ４を挿入固定し、このセンサ４の検知部１３の先端面を、上記エンコーダ３の凹凸部１１に、微小隙間を介して対向させている。

上述の様な自動車用回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの使用時には、前記外輪１の外周面に固設した上記固定側フランジ９を、前記ナックルに対して前記ボルトにより結合固定する。又、前記ハブ２の外周面に固設した回転側フランジ１０に車輪を、この回転側フランジ１０に設けた図示しないスタッドにより固定する。更に、上記ハブ２の内側に前記等速ジョイントの回転駆動軸を挿通し、上記ハブ２と等速ジョイントとを結合固定する。これにより、自動車の懸架装置を構成するナックルに対して車輪を回転自在に支持すると共に、上記回転駆動軸の回転を上記車輪に伝達自在となる。自動車の運行時に上記車輪が回転すると、上記センサ４の検知部１３の端面近傍を、上記エンコーダ３に形成した凹凸部１１の凹部と凸部とが交互に通過する。この結果、上記センサ４内を流れる磁束の密度が変化し、このセンサ４の出力が変化する。この様にしてセンサ４の出力が変化する周波数は、上記車輪の回転数に比例する。従って、上記センサ４の出力を図示しない制御器に送れば、ＡＢＳやＴＣＳを適切に制御できる。

図１に示す様な回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを構成する外輪１とナックルとを結合固定する際には、この外輪１をこのナックルに設けた支持孔の内側に、このナックルの外端面が固定側フランジ９の内側面（図１の右側面）に当接するまで挿入する。従って、上記外輪１の外周面でこの固定側フランジ９に関して軸方向内側部分が、上記ナックルの支持孔の内周面に対する案内面となる。

ところが、図１に示した従来構造の様に、外輪１の直径方向にセンサ４を挿入して、このセンサ４を上記外輪１に対して固定する場合、この外輪１に設けたセンサ４及びこのセンサ４の外径側端部から導出する図示しないハーネスと、上記ナックルの支持孔の内周面との干渉を防止する為には、上記センサ４と固定側フランジ９との間の軸方向距離Ｌ₄ を、上記ナックルの幅方向に亙る長さよりも大きくする必要がある。この様に、上記センサ４と固定側フランジ９との間の軸方向距離Ｌ₄ を大きくすると、その分だけ上記外輪１及び内輪６の内端部が軸方向内方（図１の右方）に延びる。自動車の懸架装置を構成するナックルの近傍部分は、狭い空間に多くの部品が配置される為、上記内端部が軸方向内方に延びると、懸架装置並びに回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの設計上の自由度が制限される。

又、上記ナックルとセンサ４との干渉を防止する為、上記外輪１に対する上記センサ４の固定作業は、上記外輪１の一部で上記固定側フランジ９よりも軸方向内側部分を、上記ナックルの支持孔の内側に挿入した後で行う必要がある。但し、自動車の組立工場に於いて、上記外輪１を含む転がり軸受ユニットを上記ナックルに組み付けた後で上記外輪１にセンサ４を組み付ける作業は、自動車の車体と懸架装置とで挟まれた狭い空間で行わなければならず、面倒である。

上述の様な問題を解消する手段として、例えば特許文献２等に記載された構造が知られている。この特許文献２に記載された回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合、固定側フランジに関してナックルと軸方向反対側の位置に、センサ及びエンコーダをそれぞれ設けている。従って、この様な構造によれば、上記ナックルとセンサとの干渉を防止できるだけでなく、上記センサを外輪に組み付ける作業を、上記ナックルに上記外輪を組み付ける以前に広い空間で行う事ができる。この結果、上述の様な問題を何れもなくせる。

ところが、上記特許文献２に記載された構造の場合、上記外輪の一部で、複列に設けた各転動体列同士の間部分に、直径方向に貫通する挿入孔を設け、この挿入孔にセンサを挿入し保持固定している。転がり軸受ユニットの使用時、上記外輪には、複列に設けた上記各転動体列同士の間部分を含み、転動体と固定側フランジとの間部分に大きな応力が発生する。この為、上記特許文献２に記載された構造の様に、上記外輪の一部で、複列に設けた上記各転動体列同士の間部分に、直径方向に貫通する挿入孔を設けると、外輪の許容応力が低下する為、好ましくない。

実開平７−２１４６４号公報 実開昭６３−５９７６９号公報

本発明の車輪用回転支持装置及びその組立方法は、上述した問題を解消して、設計上の自由度及び組み付け作業性の向上を有効に図るべく考えたものである。

本発明の対象となる車輪用回転支持装置は、懸架装置に車輪を、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットにより回転自在に支持するものであって、このうちの回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、前述した従来の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットと同様に、内周面に複列の外輪軌道を有し使用時にも回転しない外輪と、この外輪の外周面から直径方向外方に突出する状態で設けられ、上記懸架装置を構成するナックルの一部に結合固定自在な固定側フランジと、外周面に上記両外輪軌道と対向する複列の内輪軌道を有し、使用時に回転する内輪相当部材と、これら両外輪軌道と両内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、この内輪相当部材の軸方向外端部で上記外輪よりも軸方向外方に突出した部分に設けられた、車輪を支持固定する為の回転側フランジと、上記内輪相当部材の一部にこの内輪相当部材と同心に固定された、被検出面の磁気特性を円周方向に亙り交互に且つ等間隔に変化させたエンコーダと、検知部を有し、この検知部をこのエンコーダの被検出面に対向させた状態で上記外輪のうちで上記両外輪軌道よりも軸方向内側部分に支持固定され、上記被検出面の磁気特性の変化に対応して出力信号を変化させるセンサ（センサを保持したホルダを含む）とを備えたものであり、上記外輪のうちで上記固定側フランジよりも軸方向内側部分を、上記ナックルに設けた支持孔の内側に挿入した状態で、このナックルに対し上記固定側フランジを結合固定して成る。

特に、本発明の車輪用回転支持装置に於いては、このナックルに設けた上記支持孔の内周面に、上記センサ及びこのセンサから導出するハーネスとの干渉を防止する為の切り欠きを形成している。
又、本発明の車輪用回転支持装置の組立方法に於いては、上記ナックルとして、上記支持孔の内周面に切り欠きを形成したものを使用すると共に、上記外輪に対して上記センサを、この外輪を上記ナックルに結合固定する以前に支持固定しておく。そして、このセンサ及びこのセンサから導出するハーネスと上記切り欠きとを整合させた状態で上記支持孔に上記外輪の一部を挿入する事により、これらセンサ及びハーネスとこの支持孔の内周面との干渉を防止しつつ、上記外輪を上記ナックルに組み付ける。

上述の様に構成する本発明の車輪用回転支持装置及びその組立方法によれば、前述した様な面倒をなくせる。即ち、本発明の構成を採用すれば、予め部品製造メーカーに於いて、広い空間でセンサを外輪に固定し、この状態で自動車組立工場に於いて、上記ナックルに上記外輪１を組み付ければ良く、組み付け作業性を向上できる。

本発明を実施する場合には、前述の図１に示した構造で、懸架装置を構成する図示しないナックルの支持孔の内周面のうち、外輪１に支持固定したセンサ４に整合する部分に切り欠きを形成する。この様な構造により、上記ナックルに対し上記外輪１を結合固定する際に、予め上記外輪１に支持固定した上記センサ４と、上記支持孔とが干渉しない様にする。

尚、本発明の特徴は、自動車の懸架装置を構成するナックルと、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの外輪との支持固定部の構造にある。図示の例では、駆動輪を支持する為の転がり軸受ユニットに就いて示したが、本発明の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットはこの様な構造に限定するものでなく、従動輪を支持した転がり軸受ユニットにも適用できる。

本発明の対象となる構造を示す半部断面図。

１ 外輪
２ ハブ
３ エンコーダ
４ センサ
５ 外輪軌道
６ 内輪
７ 内輪軌道
８ 転動体
９ 固定側フランジ
１０ 回転側フランジ
１１ 凹凸部
１２ 挿入孔
１３ 検知部

Claims (2)

1. 懸架装置に車輪を、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットにより回転自在に支持する車輪用回転支持装置であって、このうちの回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、内周面に複列の外輪軌道を有し使用時にも回転しない外輪と、この外輪の外周面から直径方向外方に突出する状態で設けられ、上記懸架装置を構成するナックルの一部に結合固定自在な固定側フランジと、外周面に上記両外輪軌道と対向する複列の内輪軌道を有し、使用時に回転する内輪相当部材と、これら両外輪軌道と両内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、この内輪相当部材の軸方向外端部で上記外輪よりも軸方向外方に突出した部分に設けられた、車輪を支持固定する為の回転側フランジと、上記内輪相当部材の一部にこの内輪相当部材と同心に固定された、被検出面の磁気特性を円周方向に亙り交互に且つ等間隔に変化させたエンコーダと、検知部を有し、この検知部をこのエンコーダの被検出面に対向させた状態で上記外輪のうちで上記両外輪軌道よりも軸方向内側部分に支持固定され、上記被検出面の磁気特性の変化に対応して出力信号を変化させるセンサとを備えたものであり、上記外輪のうちで上記固定側フランジよりも軸方向内側部分を上記ナックルに設けた支持孔の内側に挿入した状態で、このナックルに対し上記固定側フランジを結合固定して成る車輪用回転支持装置に於いて、このナックルに設けた上記支持孔の内周面に、上記センサ及びこのセンサから導出するハーネスとの干渉を防止する為の切り欠きを形成した事を特徴とする車輪用回転支持装置。
2. 懸架装置に車輪を、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットにより回転自在に支持する車輪用回転支持装置の組立方法であって、このうちの回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、内周面に複列の外輪軌道を有し使用時にも回転しない外輪と、この外輪の外周面から直径方向外方に突出する状態で設けられ、上記懸架装置を構成するナックルの一部に結合固定自在な固定側フランジと、外周面に上記両外輪軌道と対向する複列の内輪軌道を有し、使用時に回転する内輪相当部材と、これら両外輪軌道と両内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、この内輪相当部材の軸方向外端部で上記外輪よりも軸方向外方に突出した部分に設けられた、車輪を支持固定する為の回転側フランジと、上記内輪相当部材の一部にこの内輪相当部材と同心に固定された、被検出面の磁気特性を円周方向に亙り交互に且つ等間隔に変化させたエンコーダと、検知部を有し、この検知部をこのエンコーダの被検出面に対向させた状態で上記外輪のうちで上記両外輪軌道よりも軸方向内側部分に支持固定され、上記被検出面の磁気特性の変化に対応して出力信号を変化させるセンサとを備えたものであり、上記外輪のうちで上記固定側フランジよりも軸方向内側部分を上記ナックルに設けた支持孔の内側に挿入した状態で、このナックルに対し上記固定側フランジを結合固定する車輪用回転支持装置の組立方法に於いて、このナックルとして、上記支持孔の内周面に切り欠きを形成したものを使用すると共に、上記外輪に対して上記センサを、この外輪を上記ナックルに結合固定する以前に支持固定しておき、このセンサ及びこのセンサから導出するハーネスと上記切り欠きとを整合させた状態で上記支持孔に上記外輪の一部を挿入する事により、これらセンサ及びハーネスとこの支持孔の内周面との干渉を防止しつつ、上記外輪を上記ナックルに組み付ける事を特徴とする車輪用回転支持装置の組立方法。

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