JP2003270259A - 車両用車軸ユニット - Google Patents

車両用車軸ユニット

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車輪の回転速度を検出するためのエンコーダ
の汚染や損傷を防ぐためのカバー自体の強度や耐久性を
確保しつつ、十分な検出精度を得ることのできる車両用
車軸ユニットを提案する。 【解決手段】 本発明に係る車両用車軸ユニット1にお
いては、車輪の回転速度を検出するために、車輪と一体
に回転する車軸2側にロータリエンコーダ5を取り付け、
一方、このロータリエンコーダ5に対面して回転速度を
検出するセンサ7をハブベアリング3に取り付けたカバー
6を挟むように配置し、カバー6には磁性体8を取り付け
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両用
の車軸ユニット、特に車輪の回転速度を検出するための
回転速度センサを設けた車軸ユニットに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】かかる車軸ユニットの従来例として、特
開2000-249138号公報に記載されているものがある。
【０００３】この車軸ユニットにおいては、車輪と一体
に回転する内輪（車軸）の一端に、車輪の回転速度を検
出するための円環状または円盤状のエンコーダを取り付
け、一方、外輪（ハブベアリング）側には前記エンコー
ダの回転を検出するためのセンサを、その検出部が前記
エンコーダと対向するように設けており、さらに内輪の
前記エンコーダを取り付けた側の端部を非磁性材料製の
カバーで塞いでいる。それによって、エンコーダとセン
サ検出部とがカバーを介して対向することとなる。
【０００４】こうした構造とすることにより、センサと
エンコーダとの間に水や鉄片等が入り込むことがなくな
り、凍結に基づくセンサやエンコーダの破損を防止する
と共に、エンコーダの規則的、周期的な磁気特性変化の
乱れや劣化を防ぐことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常、
エンコーダとセンサ検出部との間の隙間は、検出精度を
確保するために約0.5mmに設定されている。そのため、
カバーを極力薄く成形したとしても、カバーがセンサの
検出能力に影響を及ぼす可能性があり、またカバーを薄
くしたことにより、カバー自体の十分な強度や耐久性を
確保し難くなると言う問題があった。また、現状では0.
5mmよりも薄いカバーを製造することは困難である。
【０００６】本発明の目的は、上記の問題に鑑み、車輪
の回転速度を検出するためのエンコーダの汚染や損傷を
防ぐためのカバー自体の強度や耐久性を確保しつつ、十
分な検出精度を得ることのできる車両用車軸ユニットを
提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち請求項１に記載
の第１発明による車両用車軸ユニットは、車輪を取り付
け、この車輪と一体に回転する車軸と、車体に取り付け
られて前記車軸を回転自在に支持するハブベアリング
と、前記車軸の一端にこれと同心に取り付け、前記車軸
と一体に回転するロータリエンコーダと、前記ロータリ
エンコーダを取り付けた側のハブベアリングの開口部を
覆う非磁性体製のカバーと、前記カバーの外側から磁性
体製の検出部が前記ロータリエンコーダと対向するよう
に取り付けた回転速度センサとを具える車両用車軸ユニ
ットにおいて、前記カバーの前記検出部と前記ロータリ
エンコーダとに挟まれる部分に磁性体を設けたことを特
徴とするものである。
【０００８】請求項２に記載の第２発明による車両用車
軸ユニットは、第１発明において、前記カバーの磁性体
を、前記カバーの少なくとも前記ロータリエンコーダと
対向する面から露出しないように設けたことを特徴とす
るものである。
【０００９】請求項３に記載の第３発明による車両用車
軸ユニットは、第１または第２発明において、前記ロー
タリエンコーダの前記回転速度センサの検出部と対向す
る面上に、円周方向にＮ極およびＳ極の磁極を交互に配
置し、前記カバーに、該カバーに取り付けた前記回転速
度センサの検出部と前記ロータリエンコーダとに挟まれ
る部分に設けた磁性体が前記ロータリエンコーダの一つ
の磁極と対面した時に、前記検出部が受ける磁束の指向
性が高まる方向へ該磁極のロータリエンコーダ回転方向
前方に隣接する磁極対および、該磁極のロータリエンコ
ーダ回転方向後方に隣接する他の磁極対でそれぞれ磁束
ショートが生じるように、前記検出部の円周方向両側に
磁性体製の検出補助部材をさらに設けたことを特徴とす
るものである。
【００１０】
【発明の効果】請求項１に記載の第１発明による車両用
車軸ユニットは、車輪の回転速度を検出するためのロー
タリエンコーダを保護する非磁性体製のカバーの、セン
サの検出部が来る位置に磁性体を設けたので、磁束の指
向性が向上し、センサの検出部とロータリエンコーダの
被検出部との間隔が大きくなっても検出能力を確保する
ことができる。また、センサの検出部とロータリエンコ
ーダの被検出部との間隔を小さく保つためにカバーを薄
くする必要がないので、カバー自体の強度や耐久性の確
保が容易になる。
【００１１】また請求項２に記載の第２発明による車両
用車軸ユニットは、カバーに埋め込むように取り付けた
磁性体がカバー表面から露出しないようなものとしてい
る。
【００１２】それによって、磁性体が汚染したり錆びた
りすることを防ぐことができる。その結果、磁性体の汚
染や錆びによる検出精度の低下や、発生した錆びの盛り
上がりによるロータリエンコーダとの接触で磁束ショー
トが生じて検出精度が悪化することや、カバーに不所望
の局所的な応力が加わることによるカバーやセンサの破
損を効果的に防ぐことができるようになる。
【００１３】さらに請求項３に記載の第３発明による車
両用車軸ユニットは、ロータリエンコーダがＮ極とＳ極
の磁極を交互に配置した形式のものであって、磁性体の
円周方向両側、換言すればロータリエンコーダ側から見
て回転方向の前後、すなわちセンサ検出部の円周方向両
側に、さらに検出補助部材として磁性体を配置し、セン
サ検出部とロータリエンコーダの一つの磁極とが対面し
た時に、この磁極の円周方向前後に配置されている磁極
対（Ｎ-Ｓ対またはＳ-Ｎ対）と検出補助部材との間で磁
束ショートを発生するようにしている。
【００１４】それによって、センサ検出部で検出する磁
束の損失となる、センサ検出部と対面するロータリエン
コーダの磁極と、この磁極に隣接する他の磁極との間で
生じる磁束を減少させることができ、センサ検出部と、
これと対面するロータリエンコーダの磁極との間での磁
束の指向性を向上させることができ、検出精度をさらに
高めることが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態について説明する。
【００１６】図1および図2は本発明に係る車両用車軸ユ
ニットの第一の実施形態を示す断面図であり、図1はそ
の全体を、図2は一部を拡大してそれぞれ示すものであ
る。
【００１７】図示の車両用車軸ユニット1は、図示しな
い車輪と一体に回転する車軸2および、図示しない車体
側に取り付けられるハブベアリング3を具え、車軸2は玉
4を介してハブベアリング3に回転自在に支持されてい
る。なお、図では車軸2の左側が車輪に取り付けられる
ものとしている。
【００１８】車軸2の右端部には回転速度を検出するた
めのロータリエンコーダ5を取り付けている。一方、ハ
ブベアリング3の右端部には、車軸2およびハブベアリン
グ3を覆うように樹脂製のカバー6を取り付けている。こ
のカバー6はロータリエンコーダ5およびハブベアリング
の内側を保護するためのものである。カバー6にはさら
に回転速度を検出するためのセンサ7を取り付けてい
る。センサ7はカバー6に形成したセンサクリップ6aによ
ってカバー6に固定されている。なお、ロータリエンコ
ーダ5は磁性体製で円周方向に山形の歯やスリット等を
設けたものでも良く、あるいは円周方向にＮ極とＳ極の
各磁極を交互に並べたマグネット式ロータリエンコーダ
と呼ばれるものでも良い。
【００１９】センサ7はロータリエンコーダ5と対向する
側に検出部を具える。センサ7による回転速度の検出
は、ロータリエンコーダ5に設けた歯またはスリット、
あるいは磁極が検出部を通過する際の磁束の変化に基づ
いて行う。また、カバー6のセンサ7とロータリエンコー
ダ5とに挟まれる部分には磁性体8が取り付けられてい
る。なお、カバー6のセンサ7とロータリエンコーダ5と
に挟まれる部分に磁性体8を設けたことから、カバー6は
非磁性体製としている。
【００２０】図2より特に明らかに示されているよう
に、磁性体8はセンサ7の検出部とロータリエンコーダ5
とに挟まれる部分のカバー6に設けた磁性体取付孔6b内
に収容されており、それによってロータリエンコーダ5
とセンサ7の検出部とが磁性体8を介して対面している。
したがって、これらの間に介在する磁性体8によって、
両者間での磁束の指向性を向上させることができ、両者
間の隙間が従来よりも大きくなった（0.5mm以上）場合
でも有効な検出精度を確保することができる。また、カ
バー6自体の厚さｔを余り薄くする必要が無い（最小で
も2〜3mm程度）ことから、カバー6の十分な強度をも確
保することが可能である。
【００２１】図3は本発明に係る車両用車軸ユニットの
第二の実施形態を、一部を拡大して示す断面図である。
図示の車両用車軸ユニット11も、基本的には前述の第一
の実施形態の車両用車軸ユニット1と同様の構成を取る
ものである。
【００２２】図示の車両用車軸ユニット11においても、
磁性体18がカバー16に設けた磁性体取付孔16b内に収容
されているが、ここでは磁性体18がカバー16の両表面か
ら露出しないようにしている。そのため、磁性体18の汚
染や錆びの発生を効果的に防ぎ、磁性体18の汚染や錆び
による検出精度の低下や、発生した錆びの盛り上がりに
よるロータリエンコーダ15との接触で磁束ショートが生
じて検出精度が悪化することや、カバー16に不所望の局
所的な応力が加わることによるカバー16やセンサ17の破
損を効果的に防止することとなる。
【００２３】また、このような形態とすることによって
も、検出精度を確保しつつ、カバー16の厚さｔ'を十分
な強度を確保できる程度のものにすることが可能であ
る。
【００２４】なお、磁性体取付孔16bはカバー16の厚さ
方向に貫通するようにしても良いが、ロータリエンコー
ダ15と対面する面まで貫通させず、磁性体18をカバー16
内に埋め込むようにしても良い。しかしながら、この場
合、ロータリエンコーダ15と磁性体18との間に介在する
こととなるカバー16のセンサ保護部16cの厚さｔ''およ
び、センサ17と磁性体18との間に介在するセンサ保護部
16dの厚さt'''は、共に極力薄い事が望ましいことは言
うまでもない。
【００２５】さて、上述した各実施形態は、ロータリエ
ンコーダが山形の歯やスリット等を設けた磁性体または
マグネット式のいずれの場合にも適用可能であるが、ロ
ータリエンコーダをマグネット式のものとした場合、以
下のような問題点がある。
【００２６】図4は、ロータリエンコーダと磁性体との
間の磁束の状態を示すものであり、図4(a)はロータリエ
ンコーダと磁性体の位置関係を、図4(b)は図4(a)の場合
における磁束の状態を模式的に示すものである。図4(a)
に示すように、ロータリエンコーダ15は、円周方向にＮ
極とＳ極の各磁極を交互に並べたものとなっており、こ
れら各磁極が磁性体18を介してセンサ検出部を横切る際
の磁束の変動に基づいて回転速度の検出を行うものであ
る。
【００２７】ここで、図4(b)に示すように、ロータリエ
ンコーダ15の磁極の一つ（図ではＳ極）と磁性体18とが
対面する時、両者の間に磁束Ｍが発生するが、磁性体18
と対面する磁極Ｓには、両隣りのＮ極との間にも磁束Ｍ
lが生じる。この磁束Ｍlが回転速度を検出する上での磁
束Ｍの損失となり、検出精度に影響を及ぼすこととな
る。すなわち、ロータリエンコーダ15から磁性体18へ向
かう磁束も拡散し、指向性が余り強くないものとなって
いる。
【００２８】そこで本発明においては、図5に示すよう
に磁性体18（第1の磁性体）の両隣りに磁性体製の検出
補助部材19，20（第2および第3の磁性体）を設けること
としている。ここで図5(a)はロータリエンコーダと磁性
体および検出補助部材との位置関係を、図5(b)は図5(a)
の場合における磁束の状態を模式的に示すものである。
【００２９】図5(a)に示すように、検出補助部材19，20
は、磁性体18の円周方向両隣り、すなわちロータリエン
コーダ15の回転方向から見て磁性体の前後に配置するこ
ととし、また、その大きさ（長さ）も、ロータリエンコ
ーダ15の隣り合う磁極対（Ｓ-Ｎ対またはＮ-Ｓ対）の周
方向長さにほぼ等しいか、わずかに短いものとする。換
言すれば、ロータリエンコーダ15の一つの磁極対に亘る
程度の長さである。
【００３０】図5(b)はロータリエンコーダ15と磁性体18
および検出補助部材19，20との間で生じる磁束の状態を
模式的に示すものである。図より、磁性体18と対面する
磁極（Ｓ極）に隣接する二つの磁極対と検出補助部材1
9，20との間でそれぞれ磁束ショートＭSが発生し、また
磁性体18と対面しているＳ極と、その両隣りのＮ極との
間に発生する磁束Ｍlが図4の場合に比べて少なくなって
いることがわかる。
【００３１】その結果、ロータリエンコーダ15から磁性
体18へ向かう磁束も損失が少なくなると共に収束し、指
向性が強いものとなっている。それゆえ、検出精度の向
上を図ることが可能となる。
【００３２】以上説明したように本発明による車両用車
軸ユニットは、車輪の回転速度を検出するためのエンコ
ーダの汚染や損傷を防ぐためのカバー自体の強度や耐久
性を十分に確保すると共に、十分な検出精度を得ること
を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る車両用車軸ユニットの第一の実
施形態を示す断面図である。
【図２】 図１の車両用車軸ユニットを一部を拡大して
示す断面図である。
【図３】 本発明の第二の実施形態に係る車両用車軸ユ
ニットの第二の実施形態を一部を拡大して示す断面図で
ある。
【図４】 従来の車両用車軸ユニットにおける回転速度
検出のためのマグネット式ロータリエンコーダと磁性体
との間の磁束の状態を示す図である。
【図５】 本発明に係る車両用車軸ユニットにおける回
転速度検出のためのマグネット式ロータリエンコーダと
センサとの間の磁束の状態を示す図である。
【符号の説明】
1，11 車両用車軸ユニット 2，12 車軸 3，13 ハブベアリング 4，14 玉 5，15 ロータリエンコーダ 6，16 カバー 7，17 センサ 8，18 磁性体 19，20 検出補助部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F077 AA41 AA42 NN04 NN18 NN21 NN23 PP05 VV03 VV04 VV11 VV31 VV33

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車輪を取り付け、この車輪と一体に回転
    する車軸と、 車体に取り付けられて前記車軸を回転自在に支持するハ
    ブベアリングと、 前記車軸の一端にこれと同心に取り付け、前記車軸と一
    体に回転するロータリエンコーダと、 前記ロータリエンコーダを取り付けた側のハブベアリン
    グの開口部を覆う非磁性体製のカバーと、 前記カバーの外側から磁性体製の検出部が前記ロータリ
    エンコーダと対向するように取り付けた回転速度センサ
    とを具える車両用車軸ユニットにおいて、 前記カバーの前記検出部と前記ロータリエンコーダとに
    挟まれる部分に磁性体を設けたことを特徴とする車両用
    車軸ユニット。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の車両用車軸ユニットにお
    いて、 前記カバーの磁性体を、前記カバーの少なくとも前記ロ
    ータリエンコーダと対向する面から露出しないように設
    けたことを特徴とする車両用車軸ユニット。
  3. 【請求項３】 請求項１または２記載の車両用車軸ユニ
    ットにおいて、 前記ロータリエンコーダの前記回転速度センサの検出部
    と対向する面上に、円周方向にＮ極およびＳ極の磁極を
    交互に配置し、 前記カバーに、該カバーに取り付けた前記回転速度セン
    サの検出部と前記ロータリエンコーダとに挟まれる部分
    に設けた磁性体が前記ロータリエンコーダの一つの磁極
    と対面した時に、前記検出部が受ける磁束の指向性が高
    まる方向へ該磁極のロータリエンコーダ回転方向前方に
    隣接する磁極対および、該磁極のロータリエンコーダ回
    転方向後方に隣接する他の磁極対でそれぞれ磁束ショー
    トが生じるように、前記検出部の円周方向両側に磁性体
    製の検出補助部材をさらに設けたことを特徴とする車両
    用車軸ユニット。
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