JP2025032928A - Wheel bearing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車輪用軸受装置に関する。 The present invention relates to a wheel bearing device.
従来、軽自動車から大型SUVまでの自動車等の車両の懸架装置において車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置が知られている。車輪用軸受装置には、外方部材と内方部材とによって形成された環状空間の開口端を塞ぎ、泥水等の異物の入り込みを防止する密閉装置が設けられている。この場合、外方部材と内方部材との環状空間のインナー側の開口端を塞ぐインナー側密封装置としては、例えば磁気エンコーダを備えたパックシールが用いられる。 Conventionally, wheel bearing devices that support the wheels rotatably in the suspension of vehicles such as automobiles, from light cars to large SUVs, are known. The wheel bearing device is provided with a sealing device that closes the open end of the annular space formed by the outer member and the inner member to prevent the intrusion of foreign matter such as muddy water. In this case, for example, a pack seal equipped with a magnetic encoder is used as the inner sealing device that closes the open end on the inner side of the annular space between the outer member and the inner member.
パックシールに備えられる磁気エンコーダは、例えば特許文献1に開示されるように、NBR等のゴム内にフェライト等の強磁性材料の粉末を混入して着磁することにより構成されている。磁気エンコーダに対する着磁は、S極とN極とが回転方向に交互に且つ等間隔で配置されるように行われている。
The magnetic encoder provided in the pack seal is constructed by mixing powder of a ferromagnetic material such as ferrite into rubber such as NBR and magnetizing it, as disclosed in
このような磁気エンコーダを備えたパックシールを車輪用軸受装置のインナー側密封装置として用いた場合、磁気エンコーダの極数は、一般的にS極が48極、N極が48極の合計96極となるのが最大である。 When a pack seal equipped with such a magnetic encoder is used as an inner sealing device for a wheel bearing assembly, the maximum number of poles in the magnetic encoder is generally 48 south poles and 48 north poles, for a total of 96 poles.
例えば車両を自動運転する際には、磁気エンコーダにより検出されるタイヤの回転情報を基に車両の位置情報が算出されるため、磁気エンコーダの極数を増加させて、1極当たりの車両の走行距離を短くすることが、算出する車両の位置情報の精度を向上するうえで好ましい。 For example, when a vehicle is driven autonomously, vehicle position information is calculated based on tire rotation information detected by a magnetic encoder, so increasing the number of poles in the magnetic encoder and shortening the vehicle's travel distance per pole is preferable for improving the accuracy of the calculated vehicle position information.
一方、電気自動車は、走行距離を延ばすために多くの電池を搭載するとともに、電池の配置、車両重量配分、運動性能、減速時におけるエネルギーの回生、および荷室スペースの容量確保等の観点から、専用のプラットフォームを採用することが増加している。また、電気自動車の駆動方式としては、後輪駆動(RR)や4輪駆動(4WD)が多く用いられている。このような電気自動車には、コストや成熟度の関係から、従来から内燃機関車に用いられてきたものと同様の車輪用軸受装置が採用される場合が多い。 On the other hand, electric vehicles are increasingly being equipped with many batteries to extend driving distances, and are increasingly adopting dedicated platforms from the standpoint of battery arrangement, vehicle weight distribution, driving performance, energy regeneration during deceleration, and securing luggage space capacity. In addition, rear-wheel drive (RR) and four-wheel drive (4WD) are often used as drive systems for electric vehicles. Due to cost and maturity, wheel bearing devices similar to those traditionally used in internal combustion engine vehicles are often adopted for such electric vehicles.
しかし、車輪用軸受装置におけるインナー側密封装置は、外方部材と内方部材との間に配置されており、インナー側密封装置に設けられる磁気エンコーダも外方部材と内方部材との間に位置していたため、磁気エンコーダの極数を増加させると、1極当たりの周方向の寸法が小さくなって各極の磁力が低下し、センサによる磁気エンコーダの読み取りが困難となるおそれがある。 However, the inner sealing device in the wheel bearing device is positioned between the outer member and the inner member, and the magnetic encoder provided in the inner sealing device is also located between the outer member and the inner member. Therefore, if the number of poles of the magnetic encoder is increased, the circumferential dimension per pole will become smaller, reducing the magnetic force of each pole, which may make it difficult for the sensor to read the magnetic encoder.
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、外方部材と内方部材との間におけるインナー側密封装置の装着スペースを変えることなく磁気エンコーダの外径を増大させて、センサによる磁気エンコーダの読み取りを維持した状態で磁気エンコーダの極数を増加することが可能な車輪用軸受装置を提供するものである。 The present invention was made in consideration of the above situation, and provides a wheel bearing device that can increase the number of poles of the magnetic encoder while maintaining the magnetic encoder reading by the sensor by increasing the outer diameter of the magnetic encoder without changing the mounting space of the inner sealing device between the outer member and the inner member.
即ち、車輪用軸受装置は、内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、外周に前記複列の外側軌道面に対向する複列の内側軌道面を有する内方部材と、前記外方部材と前記内方部材との両軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と前記内方部材とによって形成された環状空間の軸方向一側の開口端を塞ぐ密封装置と、を備える車輪用軸受装置であって、前記密封装置は、前記外方部材に固定される芯金、および前記芯金に接合される弾性部材を有するシール部材と、前記内方部材の外周に嵌合される外嵌部と、前記外嵌部から外径側へ延びる円環部とを有するスリンガと、前記スリンガの前記円環部に接合される磁気エンコーダと、を備え、前記円環部は、軸方向において前記外方部材の軸方向一側端面と対向しており、前記磁気エンコーダの外径端は、前記外方部材の内周である一側の開口部よりも外径側、かつ前記外方部材の外径よりも内径側に位置する。 That is, the wheel bearing device is a wheel bearing device comprising an outer member having a double-row outer raceway surface on its inner circumference, an inner member having a double-row inner raceway surface on its outer circumference that faces the double-row outer raceway surface, double-row rolling elements accommodated in a rollable manner between the raceway surfaces of the outer member and the inner member, and a sealing device that closes an opening end on one axial side of an annular space formed by the outer member and the inner member, the sealing device being a core metal fixed to the outer member, The device is equipped with a seal member having an elastic member bonded to gold, a slinger having an outer fitting portion fitted to the outer periphery of the inner member and an annular portion extending from the outer fitting portion to the outer diameter side, and a magnetic encoder bonded to the annular portion of the slinger, the annular portion facing one axial end face of the outer member in the axial direction, and the outer diameter end of the magnetic encoder is located on the outer diameter side of the opening on one side, which is the inner circumference of the outer member, and on the inner diameter side of the outer diameter of the outer member.
本発明によれば、センサによる磁気エンコーダの読み取りを維持した状態で磁気エンコーダの極数を増加することが可能である。 According to the present invention, it is possible to increase the number of poles of a magnetic encoder while maintaining the ability of the sensor to read the magnetic encoder.
以下に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。 Below, the embodiment of the present invention will be explained with reference to the attached drawings.
[車輪用軸受装置]
図1に示す車輪用軸受装置1は、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態であり、自動車等の車両の懸架装置において車輪を回転自在に支持するものである。
[Wheel bearing device]
A wheel bearing
以下の説明において、軸方向とは車輪用軸受装置1の回転軸心Xに沿った方向を表す。また、インナー側とは、軸方向の一側であって車体に取り付けた際の車輪用軸受装置1の車体側を表し、アウター側とは、軸方向の他側であって車体に取り付けた際の車輪用軸受装置1の車輪側を表す。
In the following description, the axial direction refers to the direction along the rotation axis X of the wheel bearing
車輪用軸受装置1は、外方部材である外輪2と、内方部材であるハブ輪3および内輪4と、転動列である二列のインナー側ボール列5およびアウター側ボール列6と、アウター側シール部材9と、インナー側密封装置10と、等速自在継手20とを備えている。
The wheel bearing
外輪2のインナー側端部には、インナー側密封装置10が嵌合可能なインナー側開口部2aが形成されている。外輪2のアウター側端部には、アウター側シール部材9が嵌合可能なアウター側開口部2bが形成されている。
An
インナー側密封装置10がインナー側開口部2aに嵌合されることにより、外輪2と内方部材とによって形成された環状空間Sのインナー側の開口端が塞がれている。インナー側密封装置10は、環状空間の軸方向一側の開口端を塞ぐ密封装置の一例である。アウター側シール部材9がアウター側開口部2bに嵌合されることにより、環状空間Sのアウター側の開口端が塞がれている。
The inner
外輪2の内周面には、インナー側の外側軌道面2cと、アウター側の外側軌道面2dとが形成されている。外輪2の外周面には、外輪2を車体側部材であるナックル50に取り付けるための車体取り付けフランジ2eが一体的に形成されている。車体取り付けフランジ2eには、車体側の部材と外輪2とを締結する締結部材が挿通されるボルト孔2fが設けられている。
The inner peripheral surface of the
外輪2における車体取り付けフランジ2eのインナー側には、ナックル50に嵌装されるパイロット部2gが位置している。インナー側開口部2aは、パイロット部2gの内周面によって形成されている。
The
ハブ輪3の外周面におけるインナー側端部には、アウター側端部よりも縮径され軸方向に延びる小径段部3aが形成されている。ハブ輪3のアウター側端部には、車輪を取り付けるための車輪取り付けフランジ3bが一体的に形成されている。
The inner end of the outer circumferential surface of the
車輪取り付けフランジ3bには、複数のボルト孔3fが形成されている。ボルト孔3fには、ハブ輪3と車輪又はブレーキ部品とを締結するためのハブボルト3iが圧入されている。
The
ハブ輪3には、外輪2のアウター側の外側軌道面2dに対向するようにアウター側の内側軌道面3cが形成されている。また、ハブ輪3においては、車輪取り付けフランジ3bの基部側にアウター側シール部材9が摺接するリップ摺動面3dが形成されている。
The
ハブ輪3の内径部には、軸方向に沿って形成され、等速自在継手20が結合される貫通孔3eが形成されている。貫通孔3eは、ハブ輪3を軸方向に貫通している。
A through
貫通孔3eは、第1孔31と第2孔32とを有している。第2孔32は第1孔31のアウター側に位置している。第2孔32の内径は、第1孔31の内径よりも大きく形成されており、第1孔31と第2孔32との間には段差面33が形成されている。段差面33は、第1孔31の軸心となる回転軸心Xに対して垂直な面である。
The through
ハブ輪3の小径段部3aには、内輪4が設けられている。内輪4は、圧入によりハブ輪3の小径段部3aに固定されている。内輪4は、インナー側端部にインナー側端面4bを有している。
The
内輪4の外周面には、外輪2のインナー側の外側軌道面2cと対向するようにインナー側の内側軌道面4aが設けられている。つまり、内方部材のインナー側には、内輪4によって内側軌道面4aが構成されている。
The outer peripheral surface of the
転動列であるインナー側ボール列5とアウター側ボール列6とは、転動体である複数のボール7が保持器8によって保持されることにより構成されている。インナー側ボール列5は、内輪4の内側軌道面4aと、外輪2のインナー側の外側軌道面2cとの間に転動自在に挟まれている。アウター側ボール列6は、ハブ輪3の内側軌道面3cと、外輪2のアウター側の外側軌道面2dとの間に転動自在に挟まれている。
The
車輪用軸受装置1においては、外輪2と、ハブ輪3および内輪4と、インナー側ボール列5と、アウター側ボール列6とによって複列アンギュラ玉軸受が構成されている。なお、車輪用軸受装置1は、複列円錐ころ軸受によって構成されていてもよい。つまり、外輪2と、ハブ輪3および内輪4との両軌道面間に収容される転動体は、ボール7に限らず、ころでもよい。
In the
等速自在継手20は車輪用軸受装置1の内方部材であり、シャフト21と、マウス部22と、ステム部23とを有している。
The constant velocity
シャフト21は、エンジンやモータ等の駆動源からの駆動力が入力される軸部材である。マウス部22は、シャフト21を回転軸心Xに対して回動可能に支持している。シャフト21は、マウス部22にトルク伝達可能に結合されている。
The
マウス部22は、アウター側端部に、内輪4のインナー側端面4bと当接する当接部221を有している。内輪4のインナー側端面4bには、当接部221のアウター側端面221aが当接している。
The
ステム部23はマウス部22と一体的に形成されており、マウス部22の当接部221から軸方向におけるアウター側へ向けて延びている。ステム部23は、ハブ輪3の貫通孔3eにおける第1孔31とスプライン嵌合しており、ハブ輪3と等速自在継手20とは一体的に回転可能である。
The
ステム部23のアウター側端部には雄ねじ部23aが形成されており、雄ねじ部23aにナット41を螺装することで、貫通孔3eの第1孔31にステム部23が嵌合した状態で、ハブ輪3と等速自在継手20とが締結されている。
A male threaded
ステム部23の雄ねじ部23aにナット41を螺装すると、マウス部22における当接部221の当接面221aが内輪4のインナー側端面4bに当接するとともに、ナット41がハブ輪3の段差面33に係止した状態となる。この場合、ナット41の座面となる段差面33は第1孔31の軸心に対して垂直な面に形成されているため、雄ねじ部23aにナット41を螺装したときに必要な軸力を得ることが可能であり、ハブ輪3と等速自在継手20との締結状態を安定して保持することができる。
When the
[インナー側密封装置]
図2に示すように、インナー側密封装置10は、外輪2と内輪4との間に嵌装されている。インナー側密封装置10は、外輪2に固定される芯金11および芯金11に接合される弾性部材12を有するシール部材13と、内輪4に嵌装されるスリンガ14と、スリンガ14に接合される磁気エンコーダ15とを備えている。
[Inner sealing device]
2, the
芯金11は、例えば鋼板により構成されており、外輪2のインナー側開口部2aにおける内周に嵌合される円筒状の内嵌部111と、内嵌部111のアウター側端部から内径側へ延びる円環状の側板部112とからなっている。
The core metal 11 is made of, for example, a steel plate, and is composed of a cylindrical inner
弾性部材12は、例えば合成ゴムによって形成されており、芯金11に加硫接着によって一体的に接合されている。弾性部材12は、芯金11に加硫接着される基部121と、基部121から延出し、それぞれ円環状に形成される第1サイドリップ122、第2サイドリップ123、およびグリースリップ124とを有している。第1サイドリップ122、第2サイドリップ123、およびグリースリップ124は、弾性部材12が有するシールリップである。
The
基部121は、内嵌部111の内周面、インナー側端面、およびインナー側の外周面、ならびに側板部112の軸方向一側面であるインナー側面、内径側端面、および軸方向他側面であるアウター側面の内径側の部分に接合されている。
The
第1サイドリップ122は、弾性部材12が有するシールリップの中で最も外径側に位置しており、基部121から外径側かつインナー側へ向けて延出している。第2サイドリップ123は、第1サイドリップ122よりも内径側に位置しており、基部121から外径側かつインナー側へ向けて延出している。グリースリップ124は、第2サイドリップ123よりも内径側に位置しており、基部121から内径側かつアウター側へ向けて延出している。
The
スリンガ14は、例えば鋼板により構成されており、内輪4のインナー側端部における外周面に嵌合される円筒状の外嵌部141と、外嵌部141のインナー側端部から外径側へ延びる円環状の円環部142とを有している。
The
スリンガ14の円環部142は、軸方向において芯金11の側板部112よりもインナー側に位置している。円環部142は、軸方向において芯金11の側板部112と対向する内径部142aと、内径部142aの外径側に位置する外径部142bと、内径部142aと外径部142bとを接続する段差部142cとを有している。
The
外径部142bは、外輪2のインナー側開口部2aを形成する内周面よりも外径側に延びており、軸方向において外輪2におけるパイロット部2gのインナー側端面2hと対向している。外径部142bは、軸方向において内径部142aよりもインナー側に位置している。内径部142aおよび外径部142bは、軸方向と直交する径方向に延びており、段差部142cは径方向に対して傾斜している。
The
なお、スリンガ14においては、外径部142bは内径部142aよりもインナー側に位置していて、外径部142bと内径部142aとが段差部142cによって接続されているが、外径部142bと内径部142aとを同じ軸方向位置に配置して、外径部142bと内径部142aとを直接接続することも可能である。
In the
弾性部材12の第1サイドリップ122は、軸方向においてスリンガ14の円環部142における内径部142aと対向しており、第1サイドリップ122の先端は、内径部142aと摺動可能に接触している。つまり、第1サイドリップ122は、接触リップである。
The
第1サイドリップ122において最も内径部142aの近くに位置し、内径部142aと接触する部分はリップ部122aである。リップ部122aは、第1サイドリップ122において最もインナー側に位置している。
The
弾性部材12の第2サイドリップ123は、軸方向においてスリンガ14の円環部142における内径部142aと対向しており、第2サイドリップ123の先端は、内径部142aと摺動可能に接触している。つまり、第2サイドリップ123は、接触リップである。
The
第2サイドリップ123において最も内径部142aの近くに位置し、内径部142aと接触する部分はリップ部123aである。リップ部123aは、第2サイドリップ123において最もインナー側に位置している。
The portion of the
弾性部材12のグリースリップ124は、径方向においてスリンガ14の外嵌部141と対向しており、グリースリップ124の先端部は、外嵌部141と摺動可能に接触している。つまり、グリースリップ124は、接触リップである。
The
なお、第1サイドリップ122および第2サイドリップ123は、軸方向において弾性部材12の基部121からスリンガ14の円環部142側へ向けて延出するシールリップである。また、グリースリップ124は、径方向において弾性部材12の基部121からスリンガ14の外嵌部141側へ向けて延出するシールリップである。
The
磁気エンコーダ15は、スリンガ14における円環部142のインナー側面に接合されている。磁気エンコーダ15は、例えばフェライト等の磁性体粉が混入された合成ゴムによって形成されており、スリンガ14の円環部142に加硫接着によって一体的に接合されている。磁気エンコーダ15は、例えばスリンガ14とともにインサート成形することによって、スリンガ14に加硫接着される。
The
磁気エンコーダ15は、着磁された着磁部151と、着磁部151の内径側に位置し、着磁されていない非着磁部152とを有している。着磁部151は、軸方向において非着磁部152よりも大きな厚みを有している。
The
本実施形態においては、着磁部151は、円環部142の外径部142bおよび段差部142cに接合されており、非着磁部152は、円環部142の内径部142aに接合されている。
In this embodiment, the
但し、着磁部151は、少なくとも外径部142bに形成されていればよい。また、非着磁部152の内径側端部152aは、内輪4の外周面に接触しており、泥水等の異物が内輪4の外周面とスリンガ14の外嵌部141との間から環状空間Sの内部に浸入することを抑制している。
However, the
図3に示すように、着磁部151においては、周方向に交互に等ピッチで磁極Nと磁極Sとが着磁されている。本実施形態においては、着磁部151には磁極Nが60極形成され、磁極Sが60極形成されている。つまり、磁極Nと磁極Sとのペアが、60極ペア形成されている。
As shown in FIG. 3, in the
着磁部151においては、磁極Nと磁極Sとのペア数を、49極ペア以上、かつ70極ペア以下とすることができる。なお、磁極Nと磁極Sとのペア数が49極ペアである場合、磁極Nと磁極Sとの極数の合計は98極となり、磁極Nと磁極Sとのペア数が70極ペアである場合、磁極Nと磁極Sとの極数の合計は140極となる。
In the
図1、図2に示すように、パイロット部2gの外周面2iが嵌装されるナックル50には、ナックル50から内径側に突出する回転速度センサ51が取り付けられている。回転速度センサ51は、センサの一例である。回転速度センサ51は、軸方向において、磁気エンコーダ15の着磁部151と対向している。回転速度センサ51によって磁気エンコーダ15における着磁部151の磁束密度の変化を検出することで、内輪4の回転速度を検出することが可能である。
As shown in Figures 1 and 2, a
パイロット部2gが嵌装されたナックル50と、磁気エンコーダ15における着磁部151の外径側端151aとの間にはラビリンスLB1が形成されており、ラビリンスLB1によって、外部からの泥水等の異物がインナー側密封装置10の内部に浸入することを抑制している。
A labyrinth LB1 is formed between the
なお、インナー側密封装置10は、外輪2のインナー側開口部2aと内輪4の外周面との間に嵌装されているが、外輪2のインナー側開口部2aと内輪4の外周面との間の径方向の長さは、例えば6mm~10mmに設定することが可能である。
The
[磁気エンコーダの配置位置]
図2に示すように、回転軸心Xから外輪2におけるパイロット部2gの外周面2iまでの径方向長さである外輪パイロット外径はRaであり、回転軸心Xから磁気エンコーダ15における着磁部151の外径側端151aまでの径方向長さである磁気エンコーダ外径はRbであり、回転軸心Xから外輪2におけるパイロット部2gのインナー側開口部2aまでの径方向長さである外輪パイロット内径はRcである。
[Magnetic Encoder Position]
As shown in FIG. 2 , an outer ring pilot outer diameter, which is the radial length from the rotation axis X to the outer
外輪パイロット外径Raと、磁気エンコーダ外径Rbと、外輪パイロット内径Rcとは、Rc<Rb<Raの関係を有している。つまり、磁気エンコーダ15の外径端である着磁部151の外径側端151aは、外輪2の内周であるパイロット部2gのインナー側開口部2aよりも外径側に位置し、かつ外輪2の外径であるパイロット部2gの外周面2iよりも内径側に位置している。インナー側開口部2aは、外方部材の内周である一側の開口部の一例である。なお、着磁部151の内径側端151bは、最も外径側に位置するシールリップである第1サイドリップ122のリップ部122aよりも内径側に位置している。
The outer race pilot outer diameter Ra, the magnetic encoder outer diameter Rb, and the outer race pilot inner diameter Rc have a relationship of Rc<Rb<Ra. In other words, the
このように、磁気エンコーダ外径Rbが外輪パイロット内径Rcよりも大きく形成されているため、磁気エンコーダ15をパイロット部2gのインナー側開口部2aと内輪4の外周面との間にのみ配置した場合に比べて、着磁部151の周方向の長さを大きくすることが可能となっている。
In this way, because the magnetic encoder outer diameter Rb is formed larger than the outer ring pilot inner diameter Rc, it is possible to increase the circumferential length of the
着磁部151の周方向の長さが大きくなることで、着磁部151における磁極Nと磁極Sとの極数を増加させることができ、磁気エンコーダ15の極数を増加させて、1極当たりの車両の走行距離を短くすることができ、算出する車両の位置情報の精度を向上することが可能となる。
By increasing the circumferential length of the
また、着磁部151における磁極Nと磁極Sとの極数を増加させた場合でも、磁極Nおよび磁極Sの1極当たりの周方向の寸法が過度に小さくなることを抑制でき、回転速度センサ51による磁気エンコーダ15の読み取りを維持することが可能となる。つまり、回転速度センサ51による磁気エンコーダ15の読み取りを維持した状態で磁気エンコーダ15の極数を増加することが可能である。
In addition, even if the number of poles, N poles and S poles, in the
また、回転軸心Xから第1サイドリップ122のリップ部122aまでの径方向長さであるリップ最外径はRdであり、回転軸心Xから着磁部151の回転速度センサ51による読み取り位置151cまでの径方向長さであるセンシング径はReである。
The outermost lip diameter, which is the radial length from the rotation axis X to the
リップ最外径Rdとセンシング径Reとは、Rd<Reの関係を有している。つまり、磁気エンコーダ15の回転速度センサ51による読み取り位置151cは、最も外径側に位置するシールリップである第1サイドリップ122のリップ部122aよりも外径側に位置している。
The outermost lip diameter Rd and the sensing diameter Re have a relationship of Rd < Re. In other words, the
このように、センシング径Reはリップ最外径Rdよりも大きく形成されているため、着磁部151の読み取り位置151cにおける周方向の長さを大きくすることができ、磁極Nと磁極Sとの極数を増加させた場合でも、回転速度センサ51による磁気エンコーダ15の読み取りを維持することが可能となっている。
In this way, since the sensing diameter Re is formed larger than the lip outermost diameter Rd, the circumferential length of the
また、外輪パイロット内径Rcと、リップ最外径Rdと、センシング径Reとは、Rd<Rc<Reの関係を有している。つまり、外輪2の内周であるパイロット部2gのインナー側開口部2aは、磁気エンコーダ15の読み取り位置151cよりも内径側に位置し、かつ第1サイドリップ122のリップ部122aよりも外径側に位置している。また、磁気エンコーダ15の読み取り位置151cは、インナー側開口部2aよりも外径側に位置している。
The outer ring pilot inner diameter Rc, the lip outermost diameter Rd, and the sensing diameter Re have a relationship of Rd<Rc<Re. In other words, the
これにより、磁気エンコーダ15の読み取り位置151cは、外輪2のインナー側開口部2aよりも外径側に位置することとなり、読み取り位置151cにおける周方向の長さを大きくして、磁極Nと磁極Sとの極数を増加させた場合でも、回転速度センサ51による磁気エンコーダ15の読み取りを維持することが可能である。
As a result, the
また、図2に示す車輪用軸受装置1においては、磁気エンコーダ15における着磁部151のインナー側端面は、内輪4のインナー側端面4bよりも若干インナー側に位置しているが、図4に示すように、磁気エンコーダ15における着磁部151のインナー側端面の軸方向位置と、内輪4のインナー側端面4bの軸方向位置とが同じ位置となるように構成することもできる。
In addition, in the
つまり、磁気エンコーダ15における着磁部151のインナー側端面と、内輪4のインナー側端面4bとが、軸方向と直交する平面において、同一平面上にあるように構成することができる。このように構成することで、磁気エンコーダ15の着磁部151が内輪4よりもインナー側に突出することがなく、車輪用軸受装置1が軸方向において大きくなることを抑制できる。
In other words, the inner end surface of the
なお、磁気エンコーダ15における着磁部151のインナー側端面と、内輪4のインナー側端面4bとは、必ずしも同一平面上になくても、着磁部151のインナー側端面の軸方向位置と、内輪4のインナー側端面4bの軸方向位置との差が±1mm以内となるように構成することで、車輪用軸受装置1が軸方向において大きくなることを抑制可能である。
The inner end face of the
また、車輪用軸受装置1においては、磁気エンコーダ15は、インナー側密封装置10のスリンガ14に接合されて、インナー側密封装置10と一体に形成されているため、磁気エンコーダ15とインナー側密封装置10とを別体に形成した場合に比べて、車輪用軸受装置1の部品点数を削減することが可能となっている。
In addition, in the
[外輪およびインナー側密封装置の第2実施形態]
外輪2およびインナー側密封装置10は、それぞれ図5に示す外輪2Aおよびインナー側密封装置10Aのように構成することもできる。
[Second embodiment of outer ring and inner sealing device]
The
外輪2Aは、パイロット部2gのインナー側端部における外径側を切り欠いた形状に形成されている点で、外輪2とは異なっている。外輪2Aにおけるパイロット部2gのインナー側端部には、外周面2iよりも内径側に位置する切り欠き部外周面2jが形成されている。
The
切り欠き部外周面2jは、軸方向において外周面2iよりもインナー側に位置しており、切り欠き部外周面2jと外周面2iとは接続面2kにより接続されている。外輪2Aにおいては、接続面2kは、インナー側へいくに従って内径側へ傾斜する傾斜面に形成されている。
The outer
インナー側密封装置10Aは、スリンガ14に代えてスリンガ14Aを備えている点で、インナー側密封装置10と異なっている。スリンガ14Aは、外嵌部141および円環部142に加えて補強部143を有している。
The
補強部143は、円環部142における外径部142bの外径端からアウター側へ向けて延びる円筒状の部分である。補強部143は、径方向から見て外輪2Aにおけるパイロット部2gの切り欠き部外周面2jと対向している。つまり、補強部143は、径方向から見て外輪2Aと重なっている。補強部143は、径方向において、外輪2Aの外周面2iと切り欠き部外周面2jとの間に位置している。
The reinforcing
補強部143は、例えば外径部142bの外径端部をアウター側へ屈曲することにより形成することができる。このように、スリンガ14Aは、円環部142の外径側端部においてアウター側へ延び、径方向から見て外輪2Aと重なる補強部143を有している。
The reinforcing
スリンガ14Aにおいては、円環部142の外径部142bが外輪2Aのインナー側開口部2aよりも外径側へ延びていて、円環部142が大径化している。しかし、スリンガ14Aが補強部143を有していることで、スリンガ14Aの剛性が高められており、スリンガ14Aに変形が生じることを抑制可能となっている。
In the
なお、パイロット部2gが嵌装されたナックル50と、スリンガ14Aの補強部143との間にはラビリンスLB2が形成されており、ラビリンスLB2によって、外部からの泥水等の異物がインナー側密封装置10の内部に浸入することを抑制している。
A labyrinth LB2 is formed between the
[外輪およびインナー側密封装置の第3実施形態]
外輪2およびインナー側密封装置10は、それぞれ図6に示す外輪2Bおよびインナー側密封装置10Bのように構成することもできる。
[Third embodiment of outer ring and inner sealing device]
The
外輪2Bは、パイロット部2gのインナー側端部における外径側を切り欠いた形状に形成されている点で、外輪2とは異なっている。外輪2Bにおけるパイロット部2gのインナー側端部には、外周面2iよりも内径側に位置する切り欠き部外周面2jが形成されている。
The
切り欠き部外周面2jは、軸方向において外周面2iよりもインナー側に位置しており、切り欠き部外周面2jと外周面2iとは接続面2kにより接続されている。外輪2Bにおいては、接続面2kは、軸方向におけるインナー側に面しており、軸方向と直交する方向に広がる面に形成されている。
The cutout outer
インナー側密封装置10Bは、スリンガ14および磁気エンコーダ15に代えて、スリンガ14Bおよび磁気エンコーダ15Bを備えている点で、インナー側密封装置10と異なっている。
The
スリンガ14Bは、外嵌部141および円環部142に加えて外周部144を有している。外周部144は、円環部142における外径部142bの外径端からアウター側へ向けて延びる円筒状の部分である。
The
外周部144は、径方向から見て外輪2Bにおけるパイロット部2gの切り欠き部外周面2jと対向している。つまり、外周部144は、径方向から見て外輪2Bと重なっている。外周部144は、径方向において、外輪2Bの外周面2iと切り欠き部外周面2jとの間に位置している。
The outer
なお、スリンガ14Bの外周部144は、スリンガ14Aの補強部143よりもアウター側に延びており、外周部144の軸方向長さは補強部143の軸方向長さよりも大きく形成されている。
The outer
磁気エンコーダ15Bは、着磁部151および非着磁部152を有している。着磁部151は、スリンガ14Bにおける外周部144の外周面に接合されている。非着磁部152は、円環部142の内径部142a、外径部142b、および段差部142cにおけるインナー側面に接合されている。
The
インナー側密封装置10Bのように、磁気エンコーダ15Bの着磁部151をスリンガ14Bにおける外周部144の外周面に接合した場合、回転速度センサ51を外周部144の外径側に配置することにより、着磁部151の読み取りを行うことが可能である。
When the
この場合、スリンガ14Bの外周部144は、外輪2Bの内周であるパイロット部2gのインナー側開口部2aよりも外径側に位置しているため、着磁部151の周方向の長さを大きくすることが可能である。これにより、着磁部151における磁極Nと磁極Sとの極数を増加させた場合でも、磁極Nおよび磁極Sの1極当たりの周方向の寸法が過度に小さくなることを抑制でき、回転速度センサ51による磁気エンコーダ15Bの読み取りを維持することが可能となる。
In this case, since the outer
なお、パイロット部2gが嵌装されたナックル50と、磁気エンコーダ15Bの着磁部151との間にはラビリンスLB3が形成されており、ラビリンスLB3によって、外部からの泥水等の異物がインナー側密封装置10の内部に浸入することを抑制している。
A labyrinth LB3 is formed between the
[外輪の第4実施形態]
外輪2は、図7に示す外輪2Cのように構成することもできる。外輪2Cは、パイロット部2gのインナー側端面2hにおける外径側端部からインナー側へ突出する被覆部2mを有している点で、外輪2とは異なっている。
[Fourth embodiment of outer ring]
The
被覆部2mは、磁気エンコーダ15における着磁部151の外径端よりも外径側に位置しており、径方向から見て磁気エンコーダ15の着磁部151と重なっている。つまり、被覆部2mは、磁気エンコーダ15の外径側を覆っている。
The covering
被覆部2mを有していない外輪2のパイロット部2gをナックル50に嵌装する場合、パイロット部2gの外周面2iと、磁気エンコーダ15の外径端とが近くに位置するため、磁気エンコーダ15がナックル50に接触して、磁気エンコーダ15に変形が生じるおそれがある。
When the
しかし、外輪2Cのように、パイロット部2gが磁気エンコーダ15の外径側を覆う被覆部2mを有することで、外輪2のパイロット部2gをナックル50に嵌装する際に、磁気エンコーダ15が被覆部2mによって保護されてナックル50に接触することがなく、磁気エンコーダ15に変形が生じることを抑制できる。
However, as in the
なお、パイロット部2gが嵌装されたナックル50と、被覆部2mとの間にはラビリンスLB4が形成されており、ラビリンスLB4によって、外部からの泥水等の異物がインナー側密封装置10の内部に浸入することを抑制している。
A labyrinth LB4 is formed between the
[磁気エンコーダの保護カバー]
図8に示すように、インナー側密封装置10が嵌合される外輪2のパイロット部2gには、磁気エンコーダ15を保護する保護カバー60を装着することができる。保護カバー60は、パイロット部2gの外周面2iに嵌合される嵌合部61と、嵌合部61のインナー側端部から内径側に延びる保護板部62とを有している。
[Magnetic encoder protective cover]
8, a
嵌合部61は、軸方向においてインナー側端面2hよりもインナー側に突出しており、磁気エンコーダ15の外径側を覆っている。保護板部62は、磁気エンコーダ15のインナー側に位置しており、磁気エンコーダ15のインナー側を覆っている。保護板部62と磁気エンコーダ15とは、軸方向において隙間をもって対向している。保護板部62は、磁気エンコーダ15と、磁気エンコーダ15に対向配置される回転速度センサ51との間に位置している。
The
保護カバー60は、SUS等の非磁性体にて形成されており、磁気エンコーダ15と回転速度センサ51との間に保護板部62が介在していても、回転速度センサ51による磁気エンコーダ15の読み取りに影響を与えることがない。外輪2のパイロット部2gは、保護カバー60の嵌合部61を介してナックル50に嵌装される。
The
外輪2のパイロット部2gに、磁気エンコーダ15の外径側およびインナー側を覆う保護カバー60を装着することで、外輪2のパイロット部2gをナックル50に嵌装する際に、磁気エンコーダ15が保護カバー60によって保護されてナックル50に接触することがなく、磁気エンコーダ15に変形が生じることを抑制できる。
By attaching a
また、磁気エンコーダ15の着磁部151と保護カバー60の保護板部62との間の隙間は、0.1mm~0.8mm程度の大きさに設定されている。これにより、磁気エンコーダ15と保護カバー60との間にラビリンスLB5が形成されておりラビリンスLB5によって、外部からの泥水等の異物がインナー側密封装置10の内部に浸入することを抑制している。
The gap between the
また、車輪用軸受装置1を車体に取り付けた状態において、保護カバー60の路面側に位置する部分には、保護カバー60内に浸入した泥水を排出するためのドレイン孔を形成することができる。ドレイン孔は、例えば保護カバー60の嵌合部61におけるインナー側端面2hよりもインナー側に突出した部分の下端部に形成することができる。
In addition, when the
(保護カバーを装着した場合のインナー側密封装置の変形例)
また、図9に示すように、外輪2のパイロット部2gに保護カバー60を装着した場合、インナー側密封装置10をインナー側密封装置10Cのように構成することもできる。インナー側密封装置10Cは、弾性部材12に代えて弾性部材12Cを有している点で、インナー側密封装置10と異なっている。
(Modification of the inner sealing device when a protective cover is attached)
9, when a
弾性部材12Cは、シールリップとして第1サイドリップ122を備えておらず、第2サイドリップ123およびグリースリップ124のみを有している。つまり、インナー側密封装置10の弾性部材12が3枚のシールリップを有しているのに対して、インナー側密封装置10Cの弾性部材12Cは2枚のシールリップを有している。
The
さらには、インナー側密封装置10の弾性部材12が、芯金11からスリンガ14の円環部142側へ向けて延びるシールリップとして第1サイドリップ122および第2サイドリップ123を有しているのに対して、インナー側密封装置10Cの弾性部材12Cは、芯金11からスリンガ14の円環部142側へ向けて延びるシールリップとして、1枚の第2サイドリップ123のみを有している。
Furthermore, while the
外輪2のパイロット部2gに保護カバー60を装着した場合、磁気エンコーダ15と保護カバー60との間にラビリンスLB5が形成されて耐泥水性能が向上するため、インナー側密封装置10Cの弾性部材12Cのように、シールリップの枚数を減らしたとしても、車輪用軸受装置1の耐泥水性能を全体的に保持することができる。また、インナー側密封装置10Cの弾性部材12Cのようにシールリップの枚数を減らすことで、車輪用軸受装置1の回転トルクを低減することが可能となる。
When the
なお、図2に示すように外輪2のパイロット部2gに保護カバー60を装着していない場合においても、ナックル50と磁気エンコーダ15の外径側端151aとの間にラビリンスLB1が形成されて耐泥水性能が向上するため、インナー側密封装置10に代えてインナー側密封装置10Cを用いることで、耐泥水性能を保持しつつ車輪用軸受装置1の回転トルクを低減することが可能である。
Even if the
[磁気エンコーダの保護カバーの第2実施形態]
保護カバー60は、図10に示す保護カバー60Aのように構成することもできる。保護カバー60Aは、嵌合部61および保護板部62に加えて鍔部63を有している。
[Second embodiment of protective cover for magnetic encoder]
The
鍔部63は、保護板部62の内径側端部からインナー側へ延びており、等速自在継手20における当接部221の外周面221bと、径方向において隙間をもって対向している。鍔部63は、例えば保護板部62の内径側端部をインナー側へ屈曲することにより形成することができる。
The
等速自在継手20における当接部221の外周面221bと、保護カバー60Aの鍔部63との間にはラビリンスLB6が形成されている。当接部221の外周面221bと鍔部63との間にラビリンスLB6を形成することで、ラビリンスLB6によって、外部からの泥水等の異物が磁気エンコーダ15と保護カバー60Aの保護板部62との間に浸入することを抑制できる。これにより、泥水等の異物がインナー側密封装置10の内部に浸入することをより抑制することができる。
A labyrinth LB6 is formed between the outer
なお、本実施形態における車輪用軸受装置1は、ハブ輪3の外周に内側軌道面3cが直接形成されている第3世代構造の車輪用軸受装置1として構成されているがこれに限定するものではなく、ハブ輪3に一対の内輪4が圧入固定された第2世代構造であってもよい。また、車輪用軸受装置1は、外輪2の外側軌道面2cに対向する内側軌道面を内輪4に形成する代わりに、ハブ輪3の貫通孔3iに嵌合する内方部材としての等速自在継手に形成して、内輪4を備えない構成となる第4世代構造とすることもできる。
In this embodiment, the
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is in no way limited to these embodiments, which are merely examples, and it goes without saying that the present invention can be embodied in various other forms without departing from the spirit of the present invention. The scope of the present invention is indicated by the claims, and further includes the equivalent meanings set forth in the claims, and all modifications within the scope of the claims.
1 車輪用軸受装置
2、2A、2B、2C 外輪
2a インナー側開口部
2c (インナー側の)外側軌道面
2d (アウター側の)外側軌道面
2g パイロット部
2h インナー側端面
2i 外周面
2m 被覆部
3 ハブ輪
3a 小径段部
3c 内側軌道面
3e 貫通孔
4 内輪
4a 内側軌道面
4b インナー側端面
5 インナー側ボール列
6 アウター側ボール列
7 ボール
8 保持器
10、10A、10B、10C インナー側密封装置
11 芯金
12、12C 弾性部材
13 シール部材
14、14A、14B スリンガ
15、15B 磁気エンコーダ
20 等速自在継手
23 ステム部
60、60A 保護カバー
61 嵌合部
62 保護板部
63 鍔部
111 内嵌部
112 側板部
122 第1サイドリップ
122a リップ部
123 第2サイドリップ
123a リップ部
124 グリースリップ
141 外嵌部
142 円環部
143 補強部
144 外周部
151 着磁部
151c 読み取り位置
152 非着磁部
221 当接部
221b 外周面
LIST OF
Claims (11)
外周に前記複列の外側軌道面に対向する複列の内側軌道面を有する内方部材と、
前記外方部材と前記内方部材との両軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、
前記外方部材と前記内方部材とによって形成された環状空間の軸方向一側の開口端を塞ぐ密封装置と、を備える車輪用軸受装置であって、
前記密封装置は、
前記外方部材に固定される芯金、および前記芯金に接合される弾性部材を有するシール部材と、
前記内方部材の外周に嵌合される外嵌部と、前記外嵌部から外径側へ延びる円環部とを有するスリンガと、
前記スリンガの前記円環部に接合される磁気エンコーダと、を備え、
前記円環部は、軸方向において前記外方部材の軸方向一側端面と対向しており、
前記磁気エンコーダの外径端は、前記外方部材の内周である一側の開口部よりも外径側、かつ前記外方部材の外径よりも内径側に位置する車輪用軸受装置。 an outer member having a double row outer raceway surface on an inner periphery thereof;
an inner member having a double row inner raceway surface on an outer periphery thereof facing the double row outer raceway surface;
a double row of rolling elements rollably accommodated between the raceway surfaces of the outer member and the inner member;
a sealing device that closes an open end on one axial side of an annular space formed by the outer member and the inner member,
The sealing device includes:
a seal member having a core metal fixed to the outer member and an elastic member joined to the core metal;
a slinger having an outer fitting portion that is fitted onto an outer periphery of the inner member and an annular portion that extends radially outward from the outer fitting portion;
a magnetic encoder joined to the annular portion of the slinger,
the annular portion faces one axial end surface of the outer member in the axial direction,
The wheel bearing device has an outer diameter end of the magnetic encoder located on the outer diameter side of an opening on one side which is the inner circumference of the outer member and on the inner diameter side of the outer diameter of the outer member.
前記シールリップは、軸方向において最も前記円環部の近くに位置するリップ部を有し、
前記磁気エンコーダのセンサによる読み取り位置は、最も外径側に位置する前記シールリップの前記リップ部よりも外径側に位置する請求項1に記載の車輪用軸受装置。 the elastic member has a seal lip extending from the core metal toward the annular portion,
The seal lip has a lip portion located closest to the annular portion in the axial direction,
2. The wheel bearing device according to claim 1, wherein a reading position by the sensor of the magnetic encoder is located on the outer diameter side of the lip portion of the seal lip that is located on the outermost diameter side.
前記磁気エンコーダは、前記スリンガにおける前記外周部の外周面に接合されている請求項1~請求項3の何れか一項に記載の車輪用軸受装置。 the slinger has an outer circumferential portion that extends from an outer diameter side end of the annular portion toward the other side in the axial direction and overlaps with the outer ring when viewed in the radial direction,
The wheel bearing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the magnetic encoder is joined to an outer circumferential surface of the outer circumferential portion of the slinger.
前記ハブ輪の前記貫通孔に嵌合可能なステム部と、前記内方部材に軸方向一側から当接する当接部とを有する等速自在継手を備え、
前記保護カバーは、前記保護板部の内径側端部から軸方向一側へ延び、前記当接部の外周面と隙間をもって対向する鍔部を有する請求項8に記載の車輪用軸受装置。 The hub wheel has a through hole passing therethrough in an axial direction,
a constant velocity universal joint having a stem portion that can be fitted into the through hole of the hub wheel and an abutment portion that abuts against the inner member from one axial side,
9. The wheel bearing device according to claim 8, wherein the protective cover has a flange portion that extends from an inner diameter side end portion of the protective plate portion to one side in the axial direction and faces an outer circumferential surface of the abutment portion with a gap therebetween.
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