JP2003307229A - パルス生成環内蔵軸受およびハブユニット軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パルス生成環への異物の浸入・付着を防止し
つつ、回転速度検出精度の向上を実現したパルス生成環
内蔵軸受およびハブユニット軸受を提供する。 【解決手段】 スリンガー７３には、センサロータ部８
７の外端面に合成ゴムとフェライトとを混和させたパル
ス生成環９１が焼付等の方法により固着されている。ま
た、外輪３には、その車両中心側端部の外周に小径段部
９３が形成されており、その小径段部９３に非磁性体た
るＳＵＳ３０４等を素材とするプレス成形品のカバー９
５が外嵌している。カバー９５の円環部９９の形状およ
び寸法は、複列アンギュラ玉軸受５の回転等に伴う弾性
変形があっても接触しない範囲で、パルス生成環９１や
第２内輪２３との間に微少隙間δが確保されるように設
定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パルス生成環内蔵
軸受およびハブユニット軸受に係り、詳しくはパルス生
成環への異物の浸入・付着を防止しつつ、回転速度検出
精度の向上を実現する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用アクスル装置等では、部品点数
の削減や製品コストの低減等を図るべく、軸受の構成要
素をアクスル装置の構成要素と一体化したいわゆる第３
世代や第３．５世代のハブユニット軸受が開発されてい
る。第３世代のハブユニット軸受では、複列アンギュラ
玉軸受の外輪に懸架装置の取付フランジを突設させ、一
方の内輪（第１内輪）をハブと一体化させ、更に他方の
内輪（第２内輪）をハブに形成された内輪保持筒に外嵌
・固着させた内輪回転型が一般的であるが、外輪をハブ
と一体化させた外輪回転型も用いられている。

【０００３】一方、近年の自動車では、雪道走行時にお
ける制動安定性の向上を図ったり、パニックブレーキに
よる操舵不能やスキッドを防止するべく、ＡＢＳ（アン
チロックブレーキシステム）が装備されることが多くな
っている。ＡＢＳは、車速や各ホイールの回転状態をリ
アルタイムに検出し、制動時にあるホイールの回転が停
止した場合、ブレーキ油圧制御弁を駆動制御すること等
によりそのホイールに対する制動力を減少させる構成を
採っている。

【０００４】ホイールの回転検出は、駆動輪の場合には
ドライブシャフトで行われるものが普通であるが、従動
輪の場合にはハブユニット軸受側にロータリエンコーダ
を設けたものが多い。ハブユニット軸受用のロータリエ
ンコーダは、回転体側に円周方向で所定の角度ピッチで
磁気特性が交互に変化するパルス生成環を取り付ける一
方、このパルス生成環に対峙して回転信号を出力する磁
気センサを車体側に取り付けたものである。米国特許第
５９６９５１８号（先行技術）には、部品点数の削減や
組立工数の低減等を実現するべく、パルス生成環を内蔵
した軸受が記載されている。

【０００５】先行技術の軸受では、内外輪のうちで回転
側の方に軸シールの一方の構成要素たるスリンガーを圧
入した後、固定側の方に軸シールの他方の構成要素たる
弾性リップ付の芯金を圧入しており、パルス生成環はス
リンガーの外側面に固着されている。芯金はＳＵＳ３０
４等の非磁性体を素材としているため、パルス生成環へ
の異物（鉄粉や塵埃、雨水等）の付着を効果的に防止し
ながら、芯金を介して対峙した磁性センサによりパルス
生成環の回転が検出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般に、パルス生成環
では、磁気センサの位置における一極あたりの磁束密度
は、一極あたりの円周方向の着磁幅を一定にした場合、
当然のことながら径方向長さが大きくなる程大きくな
る。そして、磁気センサの位置における磁束密度は、径
方向長さがある値に達すると飽和し、それ以上大きくな
ることはない。ところで、上述した先行技術の軸受で
は、パルス生成環が軸シールのスリンガーに固着されて
いるため、リップとの干渉を避けるべく、径方向長さを
十分に大きくすることができない。そのため、磁気セン
サの位置における磁束密度が飽和点以下になり、検出精
度に悪影響を与える虞があった。また、ＡＢＳの制御精
度を向上させるにはパルス生成環の極数を増加させる必
要があるが、この場合は磁束密度が更に小さくなるた
め、その実現が難しかった。本発明は、上記状況に鑑み
なされたもので、防塵・防水性能の向上を図りつつ、回
転速度検出精度の向上を実現したロータリエンコーダ内
蔵軸受ユニットを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するべく、請求項１の発明では、転動体が転接する第１
および第２外軌道面が内周側に形成された外輪と、当該
外輪の第１外軌道面に対峙する第１内軌道面を外周側に
有する第１内輪と、前記外輪の第２外軌道面に対峙する
第２内軌道面を外周側に有する第２内輪と、前記第１外
軌道面と前記第１内軌道面との間に介装され、多数個の
転動体と保持器とからなる第１転動体列と、前記第２外
軌道面と前記第２内軌道面との間に介装され、多数個の
転動体と保持器とからなる第２転動体列と、前記第２内
輪と前記外輪との間に介装された軸シールと、前記外輪
または前記第２内輪に固着されてその回転速度検出に供
されるセンサロータと、当該センサロータに形成され、
回転信号の出力を行う磁気センサに対峙すると共に、円
周方向で所定の角度ピッチでその磁気特性が交互に変化
するパルス生成環とを有するパルス生成環内蔵軸受にお
いて、前記パルス生成環が前記軸シールより外端側に配
置されると共に、前記外輪または前記内輪に固着され、
当該パルス生成環と前記磁気センサとの間に介装された
非磁性体製のカバーを備えたものを提案する。

【０００８】請求項１の発明によれば、センサロータに
形成されたパルス生成環は、軸シールの外側に位置する
ため、その径方向長さを十分に大きくすることができ
る。また、パルス生成環は、その外側にカバーが位置し
ているため、鉄粉や塵埃、雨水等の浸入が防止される。

【０００９】また、請求項２の発明では、請求項１のパ
ルス生成環内蔵軸受において、前記センサロータが前記
軸シールの構成部材を兼ねているものを提案する。

【００１０】請求項２の発明によれば、部品点数の削減
や組立工数の低減等が実現される。

【００１１】また、請求項３の発明では、請求項１また
は２のパルス生成環内蔵軸受において、前記カバーに前
記内輪または外輪に摺接する弾性リップが設けられもの
を提案する。

【００１２】請求項３の発明によれば、センサロータへ
の異物の浸入・付着が更に起こり難くなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。本実施形態は、本発明をＦＦ車（フロ
ントエンジン・フロントドライブ型自動車）、ＦＲ車
（フロントエンジン・リヤドライブ型自動車）、４ＷＤ
車等における駆動輪側の第３世代ハブユニット軸受に適
用したものであるが、当然のことながら、従動輪側のハ
ブユニット軸受にも適用可能である。尚、本明細書にお
ける軸方向の内外に関わる表記（内向き、外向き、外側
等）は、特にことわった場合を除き、全て軸受中心に対
していうものとする。

【００１４】図１は、第１実施形態に係るハブユニット
軸受１を示す縦断面図である。図１中、符号３で示した
部材は複列アンギュラ玉軸受５の外輪であり、その内周
側にはそれぞれ軸方向外向きに開いた円弧状断面の第
１，第２外軌道面７，９が形成されている。外輪３の外
周側にはフランジ１１が形成され、このフランジ１１を
介して懸架装置のナックルアーム１２にハブユニット軸
受１が結合される。

【００１５】外輪３の第１軌道面７側にはハブ１３と一
体化された第１内輪１５が内嵌しており、この第１内輪
１５の外周側には第１軌道面７に対応する軸方向内向き
に開いた円弧状断面の第１内軌道面１７が形成されてい
る。第１外軌道面７と第１内軌道面１７との間には多数
個の鋼球と保持器とからなる第１転動体列２１が介装さ
れている。また、外輪３の第２外軌道面９側にはハブ１
３に圧入された第２内輪２３が配置されており、この第
２内輪２３の外周側には外輪３の第２外軌道面９に対応
する軸方向内向きに開いた円弧状断面の第２内軌道面２
５が形成されている。第２外軌道面９と第２内軌道面２
５の間には多数個の鋼球と保持器とからなる第２転動体
列２７が介装されている。

【００１６】ハブ１３にはハブボルト３１が植設された
車輪取付用フランジ３３が形成されており、この車輪取
付用フランジ３３に図示しないホイールが装着される。
また、ハブ１３の軸心にはスプライン孔３５が形成され
ており、このスプライン孔３５にドライブシャフト３７
のスプライン軸３９が内嵌している。図中、４１で示し
た部材はナットであり、ドライブシャフト３７の軸端に
形成された雄ねじ４３に螺合している。

【００１７】外輪３には軸方向端部近傍（図１中左右方
向）に第１，第２シール保持面５１，５３が形成される
一方、第１内輪１５と第２内輪２３とには第１，第２シ
ール保持面５１，５３に対応する位置にシール面５５，
５７がそれぞれ形成されている。そして、第１シール保
持面５１と第１内輪１５の第１シール面５５との間には
通常の軸シール６１が介装され、第２シール保持面５３
と第２内輪２３のシール面５７との間には軸シールとし
てパックシール６３が介装されている。

【００１８】パックシール６３は、外輪３の第２シール
保持面５３に内嵌するシール本体７１と、第２内輪２３
のシール面５７に外嵌するスリンガー７３とからなって
いる。シール本体７１は、磁性体であるＳＵＳ４３０あ
るいはＳＰＣＣ等の鋼板を素材とするＬ字断面形状の芯
金に弾性シールを加硫接着したもので、弾性シールには
３枚のリップが形成されている。また、スリンガー７３
は、シール本体７１の芯金と同素材のＬ字断面形状のプ
レス成形品であり、２枚のリップが摺接する円筒部８５
と、１枚のリップが摺接する円環状のセンサロータ部８
７とからなっている。

【００１９】スリンガー７３には、センサロータ部８７
の外端面に合成ゴムとフェライトとを混和させたパルス
生成環９１が焼付等の方法により固着されている。パル
ス生成環９１は、円周方向に等ピッチでＳ極とＮ極とを
交互に形成させたものであり、スリンガー７３（センサ
ロータ部８７）の素材に磁性体を使用した理由はパルス
生成環の面に対して磁束を直角方向（図中、左右方向）
に向かわせるためである。

【００２０】外輪３には、その車両中心側端部の外周に
小径段部９３が形成されており、その小径段部９３に非
磁性体たるＳＵＳ３０４等を素材とするプレス成形品の
カバー９５が外嵌している。カバー９５は、小径段部９
３に嵌合する円筒部９７と、その内径が第２内輪２３の
外径より若干小さく形成された円環部９９とからなる略
Ｌ字断面形状を呈している。本実施形態の場合、円筒部
９７の外径は、ナックルアーム１２にハブユニット軸受
１を嵌挿可能な値に設定されている。また、円環部９９
の形状および寸法は、複列アンギュラ玉軸受５の回転等
に伴う弾性変形があっても接触しない範囲で、パルス生
成環９１や第２内輪２３との間に微少隙間δが確保され
るように設定されている。

【００２１】ナックルアーム１２には径方向にセンサ保
持孔１０１が穿設され、このセンサ保持孔１０１にセン
サホルダ１０３が嵌入・保持されている。センサホルダ
１０３の先端部は、回転検出用の磁気センサ１０５を内
蔵すると共に、カバー９５の円環部９９に当接し、カバ
ー９５とセンサホルダ１０１との間に鉄粉等の異物が浸
入しないようにしている。本実施形態の場合、磁気セン
サ１０５は、ホール素子または磁気抵抗素子と波形成形
回路とを組み込んだＩＣチップであり、その出力信号は
リード線１０７を介して図示しないＡＢＳの制御回路に
連結されている。

【００２２】本実施形態の場合、このような構成を採っ
たことにより、パルス生成環９１の径方向長さを十分に
大きくすることができ、一極あたりの磁束密度を前述し
た先行技術のものに対して遙かに大きくすることがで
き、ＡＢＳの制御精度を向上させるべくパルス生成環９
１の極数を増加させることも可能となった。尚、カバー
９５は非磁性体であるため、パルス生成環９１からの磁
束はカバー９５をの円環部９９を透過して磁気センサ１
０５により検出される。一方、カバー９５の円環部９９
と第２内輪２３とが微少隙間δ（本実施形態では、１ｍ
ｍ以下）をもって対峙しているため、鉄粉や塵埃、雨水
等の異物がパルス生成環９１側に浸入・付着する虞も殆
どない。したがって、磁石であるパルス生成環９１に磁
性体である鉄粉等の異物が吸着され、磁気センサ８９近
傍における磁界が乱れて回転速度検出能力が損なわれる
こともなく、長期に亘る信頼性を確保できた。

【００２３】図２は、第２実施形態に係るハブユニット
軸受１を示す縦断面図である。第２実施形態もその全体
構成や作用は上述した第１実施形態と略同様であるが、
第２内輪２３の固定方法とカバー９５の構成とが異なっ
ている。すなわち、本実施形態では、第２内輪２３がハ
ブ１３の車両中心側端部１１１を加締めることによって
固定されている。また、カバー９５の円環部９９には弾
性リップ１１３が焼付等により固着されており、この弾
性リップ１１３が第２内輪２３の端面に摺接すること
で、パルス生成環９１への異物の浸入が更に起こり難く
なっている。

【００２４】また、第２実施形態の場合、第２内輪２３
には、弾性リップ１１３が摺接する部位に凹状段部１１
５に形成されている。これにより、センサホルダ１０１
は、カバー９５の内周近傍に回り込んだ弾性リップ１１
３に干渉することなく、軸受中心からその先端までの距
離Ｄを第２内輪２３の肩部の半径Ｒより小さく設定する
ことができた。これにより、磁気センサ１０５の中心と
パルス生成環９１の中心とを略一致させることが可能と
なり、回転検出性能を更に向上させることが実現され
た。

【００２５】以上で具体的実施形態の説明を終えるが、
本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記両実施形態は、複列アンギュラ玉軸受を採
用した第３世代の従動車軸用のハブユニット軸受に本発
明を適用したものであるが、複列円錐ころ軸受等を採用
したハブユニット軸受に適用してもよいし、第１世代や
第２世代等のハブユニット軸受に適用してもよい。ま
た、上記実施形態では、センサロータをパックシールの
スリンガーに兼用させたが、独立した部品としてもよ
い。また、カバーの素材についても、非磁性体であれ
ば、ＳＵＳ３０４以外の金属を用いたり、合成樹脂等を
用いるようにしてもよい。その他、ハブユニット軸受や
パルス生成環、磁気センサ等の具体的構成等について
も、上記実施形態での例示に限られるものではなく、本
発明の主旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能であ
る。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るパルス
生成環内蔵軸受およびハブユニット軸受によれば、パル
ス生成環を軸シールより外端側に配置すると共に、非磁
性体製のカバーをパルス生成環と磁気センサとの間に介
装させるようにしたため、パルス生成環への異物の浸入
・付着を防止しつつ、パルス生成環の径方向長さを十分
大きな値にすることが可能となり、磁束密度の増大によ
る検出精度の向上等が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るハブユニット軸受
を示した縦断面図である。

【図２】本発明の第２実施形態に係るハブユニット軸受
を示した縦断面図である。

【符号の説明】

１‥‥ハブユニット軸受 ３‥‥外輪 ５‥‥複列アンギュラ玉軸受 １３‥‥ハブ １５‥‥第１内輪 ２１‥‥第１転動体列 ２３‥‥第２内輪 ２７‥‥第２転動体列 ６３‥‥パックシール ７１‥‥シール本体 ７３‥‥スリンガー ８５‥‥円筒部 ８７‥‥センサロータ部 ９１‥‥パルス生成環 ９５‥‥カバー ９９‥‥円環部 １０３‥‥センサホルダ １０５‥‥磁気センサ １１３‥‥弾性リップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｐ 3/487 Ｇ０１Ｐ 3/487 Ｆ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】転動体が転接する第１および第２外軌道面
   が内周側に形成された外輪と、 当該外輪の第１外軌道面に対峙する第１内軌道面を外周
   側に有する第１内輪と、 前記外輪の第２外軌道面に対峙する第２内軌道面を外周
   側に有する第２内輪と、 前記第１外軌道面と前記第１内軌道面との間に介装さ
   れ、多数個の転動体と保持器とからなる第１転動体列
   と、 前記第２外軌道面と前記第２内軌道面との間に介装さ
   れ、多数個の転動体と保持器とからなる第２転動体列
   と、 前記第２内輪と前記外輪との間に介装された軸シール
   と、 前記外輪または前記第２内輪に固着されてその回転速度
   検出に供されるセンサロータと、 当該センサロータに形成され、回転信号の出力を行う磁
   気センサに対峙すると共に、円周方向で所定の角度ピッ
   チでその磁気特性が交互に変化するパルス生成環とを有
   するパルス生成環内蔵軸受において、 前記パルス生成環が前記軸シールより外端側に配置され
   ると共に、 前記外輪または前記内輪に固着され、当該パルス生成環
   と前記磁気センサとの間に介装された非磁性体製のカバ
   ーを備えたことを特徴とするパルス生成環内蔵軸受。
2. 【請求項２】前記センサロータが前記軸シールの構成部
   材を兼ねていることを特徴とする、請求項１記載のパル
   ス生成環内蔵軸受。
3. 【請求項３】前記カバーに前記内輪または外輪に摺接す
   る弾性リップが設けられたことを特徴とする、請求項１
   または２記載のパルス生成環内蔵軸受。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれか一項に記載された
   パルス生成環内蔵軸受を構成要素とすることを特徴とす
   るハブユニット軸受。