JP6035588B2 - 軸受装置用キャップ - Google Patents
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Description
下記特許文献1には、このような軸受装置用キャップとして、外輪部材の軸方向の開口端部に締り嵌めで内嵌固定される円筒部と、該円筒部から径方向内方に延びる円板部とを備えたものが開示されている。
このように円板部が歪んで変形するおそれがあると、円板部の歪みを考慮して環状磁石や検出手段としての磁気センサと干渉しないようエアギャップを大きく確保する必要が生じる。ところが、これでは環状磁石と磁気センサとの距離が離れてしまうため、磁気センサにより感知される磁束密度が下がるという不都合があった。
本実施形態に係る軸受装置用キャップ10は、図1に示すように、軸受装置1に装着され、本実施形態では、軸受装置1として、自動車の従動輪を回動自在に支持するハブベアリング1を示している。
このハブベアリング1は、車体(不図示)に固定される外輪部材2の内径部に2列の転動体(玉)3…を介して、ハブ輪4及び内輪4aを軸心L回りに回動自在に支持した構造とされている。ハブ輪4は、ハブフランジ40を有しており、このハブフランジ40に、従動輪であるタイヤホイール(不図示)がボルト40aによって取付けられる。また、ハブ輪4と内輪4aとにより内輪部材5が構成され、外輪部材2とこの内輪部材5との間に、前記転動体3…がリテーナ3aに保持された状態で介装されている。また、転動体3…の介装部分を含む外輪部材2と内輪部材5との間には、空間部分となる軸受空間Sが構成される。
また、外輪部材2の軸方向の開口端部2aには、軸受装置用キャップ(以下、キャップと称する)10が嵌合により装着されている。このキャップ10は、外輪部材2のインナー側の端部となる開口端部2a側から見て略円形状とされた開口部2bの内周面2cに嵌合される。そしてこのキャップ10によって、外輪部材2の軸方向の開口端部2aが塞がれる。
軸受空間Sには不図示の潤滑剤(例えば、グリース)が充填され、これにより、転動体3…の転動が円滑になされる。シールリング6及びキャップ10は、この潤滑剤の外部漏出を防止するとともに、軸受空間Sへの外部からの泥水や塵埃等の侵入を防止するべく機能する。
キャップ10は、ハブベアリング1における内輪4aに固定された磁気エンコーダ8と磁気エンコーダ8から発生する磁気を検出する磁気センサ9との間に介在し、磁気エンコーダ8と磁気センサ9との間のエアギャップ部分に位置する。
図例の磁気エンコーダ8は、ゴム材に磁性粉を混練して、支持リング7と一体的に成型されたものであり、その周方向に沿って多数のN極及びS極を交互に着磁し、磁気センサ9によって、磁気エンコーダ8の回転に伴う磁気変化が検出される。
キャップ10は、この磁気エンコーダ8が発する磁束が透過し得るように、例えば、SUS304等のオーステナイト系ステンレス鋼板や、アルミニウム系合金板、合成樹脂板等のような非磁性体材料から形成される。
キャップ10は、開口端部2aの内周面2cに応じた形状とされている。また、キャップ10は、第1円筒部11、延出部12及び第2円筒部13によって、第1円筒部11と第2円筒部13との間に段差部を設けたような形状とされている。
第1円筒部11は、円筒状とされており、外輪部材2の開口端部2aの内周面2cに締り嵌めで内嵌めされ固定される。延出部12は、円輪状とされており、第1円筒部11のインナー側の端部から内径方向に延びるように設けられている。
第2円筒部13は、円筒状とされており、本実施形態では、図2(a)に示すように延出部12側に向かって次第に拡径するように形成されたテーパ形状としている。
また、第1円筒部11、延出部12、第2円筒部13、第1円板部14a、テーパ筒部14b及び第2円板部14cを、それぞれの軸心が軸心Lになるように形成されている。
第2円筒部13は、その軸方向長さ(軸方向に沿う方向の寸法)d2が、該第2円筒部13が径方向内方に撓み変形可能な長さとされ、本実施形態では、第2円筒部13の軸方向長さd2を、第1円筒部11の軸方向長さd1よりも長くすることで第2円筒部13を径方向内方に撓み変形可能にしている。
図2(a)では、第2円筒部13の軸方向長さd2を、第1円筒部11の軸方向長さd1の略2倍とした例を示している。
また、第2円筒部13と延出部12との交差角度(延出部12を軸心L側に延ばした仮想面と、第2円筒部13とによって形成される交差角度)θは、キャップ10と、磁気エンコーダ8及び磁気センサ9との干渉を回避する観点等から適宜の寸法としてもよい。したがって、第2円筒部13と延出部12との交差角度θを45°〜90°としてもよく、図例では、第2円筒部13と延出部12との交差角度θを略85度とした例を示している。
また、図例では、第1円筒部11の軸方向に沿う寸法d1、延出部12の径方向に沿う距離d3、第2円筒部13の軸方向に沿う寸法d2及び第1円板部14aの径方向に沿う寸法d4のおおよその比率を、1:1:2:2の比率とした例を示している。
シール部材17は、環状に形成され、第2円筒部13の外周面(径方向外方側の面)の全域に亘って設けられている。また、シール部材17は、その内周面(径方向内方側の面)を第2円筒部13の外周面に沿わせるように、かつ、そのアウター側の面を延出部12に沿わせるように設けられている。図例では、シール部材17のインナー側の端面17aと円板部14の第1円板部14aのインナー側の面とが略同一平面状とされ、シール部材17の外周面17bと第1円筒部11の外周面とが、略同一平面状とされた例を示している。
図2(a)に示す突出部18は、シール部材17の外周面17bから外径方向に突出するように設けられている。
この突出部18の形状も、特に限定されないが、シール部材17の外周面17bの周方向に沿いつつ連なって一周するように設けるようにしてもよいし、シール部材17の外周面17bの周方向に一定の間隔を空けて突出部18を設けるようにしてもよいし、後記する図5の突出部18Aを本実施形態に適用してもよい。
なお、突出部18の他の変形例としては、図4(b)を参照しながら、後に説明する。また突出部18の突出寸法は、キャップ10が開口部2bの内周面2cに嵌合された状態における開口部2bの密封性の観点等から適宜の寸法とされる。
本実施形態では、第2円筒部13の板厚t1を、径方向における第1円筒部11と第2円筒部13との間の距離(径方向における第1円筒部11の外周面と第2円筒部13の外周面との間の最短距離、つまり、延出部12の径方向に沿う寸法)d3よりも小としている。第2円筒部13の板厚t1は、例えば、径方向における第1円筒部11と第2円筒部13との間の距離d3の略1/2〜略1/6としてもよい。
また、第1円板部14aの径方向に沿う寸法d4は、支持リング7の幅寸法、磁気エンコーダ8の幅寸法及び磁気センサ9の幅寸法よりも大とされている。
なお、テーパ筒部14bの軸方向に沿う寸法d5や、テーパ筒部14bと第1円板部14aとの交差角度、第2円板部14cの径寸法は、磁気センサ9とキャップ10との干渉を回避する観点やキャップ10の開口部2bの内周面2cへの嵌合性等の観点等から適宜の寸法としてもよい。
このとき、第1円筒部11には、キャップ10の開口部2bの内周面2cへの嵌合に伴い、その径寸法を小さくするような外径側から内径側に向かう力が略全体に亘って作用し、第1円筒部11が縮径する。これに伴い、第1円筒部11に連なる延出部12に対して、その径寸法を小さくするような外径側から内径側に向かう力が作用し、延出部12が縮径する。これにより、延出部12に連なる第2円筒部13に対して、その径寸法を小さくするような外径側から内径側に向かう力が作用し、第2円筒部13の延出部12側の部位(円板部14側の端部13aよりも延出部12側寄りの部位)が内径方向に縮径する。よって、キャップ10が開口部2bの内周面2cに嵌合された状態では、嵌合前と比べて、第1円筒部11及び延出部12の径寸法、並びに、第2円筒部13の延出部12側の部位の径寸法が若干小さくなる(図2(b)の点線参照)。そして、第2円筒部13の延出部12側の部位が縮径することによって、円板部14に作用する外径側から内径側に向かう力を緩和することができ、円板部14が軸方向に変形することを抑制できる。
これにより、キャップ10の嵌合前後で、円板部14の径寸法は略同寸法に維持され、キャップ10の嵌合によって、円板部14が軸方向に撓むことを抑制できる。従って、円板部14が磁気エンコーダ8及び磁気センサ9と干渉する範囲を縮小させることができるため、磁気エンコーダ8と磁気センサ9との間のエアギャップを縮小することが可能となる。
また第2円筒部13の軸方向長さは、径方向内方に撓み変形可能な長さとされているので、シール部材17の外周面17bの面積を、第2円筒部13の軸方向長さに応じた面積とすることができ、キャップ10の密封性を一層向上させることができる。
なお、キャップ10が嵌合された状態では、シール部材17のインナー側の端面17aと、第1円板部14aのインナー側の面と、外輪部材2の開口端部2aのインナー側の端面2dとが略同一平面状とされている。
本実施形態に係るキャップ10Aは、第2円筒部13の径寸法を、軸方向の全長に亘って同寸法としている点が、上記第1実施形態に係るキャップ10とは主に異なる。よって、このキャップ10Aでは、第2円筒部13と延出部12との交差角度θが略90度とされ、シール部材17Aの形状も上記した第1実施形態におけるシール部材17の形状と若干異なるが、本実施形態に係るキャップ10Aにおいても、上記した第1実施形態における効果と概ね同様の効果を奏する。
まず上記第1実施形態に係るキャップ10の一変形例について、図4(a)を参照しながら説明する。
なお、上記した例との相違点について主に説明し、同様の構成については、同一符号を付して、その説明を省略または簡略に説明する。
本変形例では、第2円筒部13の軸方向長さd2を、第1円筒部11の軸方向長さd1と略同長さとしている点が、上記した例とは主に異なる。このように第2円筒部13の軸方向長さd2を、第1円筒部11の軸方向長さd1と略同長さとしたキャップ10Bの場合でも、上記した第1実施形態における効果と概ね同様の効果を奏する。
なお、上記した例との相違点について主に説明し、同様の構成については、同一符号を付して、その説明を省略または簡略に説明する。
本変形例では、シール部材17Bに、反延出部12側(円板部14の端部13a側)に突出部18を設けた点が、上記した例とは主に異なる。すなわち、本変形例では、突出部18を、シール部材17Bの外周面17bのインナー側に設けている。
本変形例に係るキャップ10Cにおいても、上記した実施形態における効果と概ね同様の効果を奏する。
図5は、第3実施形態に係るキャップ10Dの一例を模式的に示す図である。なお、上記した例との相違点について主に説明し、同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略または簡略に説明する。
本実施形態に係るキャップ10Dは、突出部18Aの形状が、上記した例とは主に異なる。この突出部18Aは、軸方向に沿って比較的に長尺とされており、シール部材17Cの外周面17bの軸方向略中央部に形成されている。図例では、突出部18Aの軸方向に沿う寸法を、シール部材17Cの外周面17bの軸方向に沿う寸法の略70%とした例を示している。
また、本実施形態では、第2円筒部13の径寸法を、軸方向の全長に亘って同寸法とし、第2円筒部13と延出部12との交差角度θを略90度としている。また、本実施形態では、第2円筒部13の軸方向長さd2を、第1円筒部11の軸方向長さd1と略同長さとしている。
本実施形態に係るキャップ10Dにおいても、上記した第1実施形態における効果と概ね同様の効果を奏する。
また、上記各実施形態では、シール部材17,17A,17B,17Cに外輪部材2の内周面2cに圧接される突出部18,18Aをそれぞれに設けた例を示しているが、この態様に限定されず、このような突出部18,18Aを設けない態様としてもよい。
上記各実施形態におけるシール部材17,17A,17B,17Cを、第2円筒部13の外周面に部分的に設けてもよい。例えば、第2円筒部13の外周面のうち、延出部12側にシール部材17,17A,17B,17Cを設けてもよい。
また、上記各実施形態では、シール部材17,17A,17B,17Cを第2円筒部13の外周面にそれぞれ設けた例を示しているが、この態様に限定されず、このようなシール部材17,17A,17B,17Cを設けない態様としてもよい。
また、上記各本実施形態では、円板部14に第1円板部14a、テーパ筒部14b及び第2円板部14cを設け、その径方向中央部を軸方向側に突出させたような形状とした例を示しているが、この態様に限定されず、円板部14の径方向中央部位がアウター側に突出する形状としてもよいし、円板部14が平坦な平板状としてもよい。
また、本実施形態では、自動車の従動輪を回動自在に支持するハブベアリング1にキャップ10,10A,10B,10C,10Dが装着された例を示しているが、この態様に限定されない。キャップ10,10A,10B,10C,10Dを、自動車の駆動輪を回動自在に支持するハブベアリング1に装着するようにしてもよい。この場合は、内輪部材5に形成されたスプライン軸孔に駆動シャフトをスプライン嵌合し、この駆動シャフトの回転駆動力がタイヤホイールに駆動伝達されるようにしてもよく、キャップ10,10A,10B,10C,10Dの円板部14の軸心L中央部に駆動シャフトを挿通させる孔を設け、円板部14を円輪状としてもよい。
2 外輪部材
2a 開口端部
2c 内周面
4a 内輪(内輪部材)
10,10A,10B,10C,10D キャップ(軸受装置用キャップ)
11 第1円筒部
12 延出部
13 第2円筒部
14 円板部
17,17A,17B,17C シール部材
18,18A 突出部
t1 第2円筒部の板厚
d3 径方向における第1円筒部と第2円筒部との間の距離
Claims (6)
- 軸受装置における内輪部材に固定された環状磁石と該環状磁石から発生する磁気を検出する検出手段との間に介在するとともに、前記内輪部材の径方向外方に設けられた外輪部材の軸方向の開口端部を塞ぐ軸受装置用キャップであって、
前記開口端部に締り嵌めで内嵌され固定される第1円筒部と、
前記第1円筒部から径方向内方に延びる延出部と、
前記延出部から前記第1円筒部側とは反対側に延びるともに前記第1円筒部よりも小径の第2円筒部と、
前記第2円筒部からさらに径方向内方に延びるとともに前記環状磁石及び前記検出手段の間に挟まれる円板部と、を備え、
前記第2円筒部は、その軸方向長さが径方向内方に撓み変形可能な長さとなるように形成されたことを特徴とする軸受装置用キャップ。 - 請求項1に記載の軸受装置用キャップにおいて、
前記第2円筒部は、前記延出部側に向かって次第に拡径するように形成されていることを特徴とする軸受装置用キャップ。 - 請求項1又は請求項2に記載の軸受装置用キャップにおいて、
前記第2円筒部は、その軸方向長さが、前記第1円筒部よりも長くなるように形成されていること特徴とする軸受装置用キャップ。 - 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の軸受装置用キャップにおいて、
前記延出部は、軸方向に対して略直交する方向に沿って延びていることを特徴とする軸受装置用キャップ。 - 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の軸受装置用キャップにおいて、
前記第2円筒部の外周面には、弾性材からなるシール部材が設けられ、
前記シール部材には、前記延出部側寄りに前記外輪部材の内周面に圧接される突出部が形成されていることを特徴とする軸受装置用キャップ。 - 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の軸受装置用キャップにおいて、
前記第2円筒部の板厚は、径方向における前記第1円筒部と前記第2円筒部との間の距離よりも小さくなるように形成されていることを特徴とする軸受装置用キャップ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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