JP2008121864A - ハブユニット軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】ハブユニット軸受の状態で検知部におけるエンコーダとセンサーの間隙寸法の管理が容易であり、回転速度信号検査も行うことが出来ると同時に、異物に対する耐久性をも向上したハブユニット軸受を提供する。
【解決手段】第１密封シール部材はヨークと該ヨークと摺接する弾性体からなるシールリップを含み、前記ヨークは内側円筒部と、外側円筒部と、前記内側円筒部と前記外側円筒部とを連結している平面部と、前記内側円筒部と前記外側円筒部と前記平面部とで形成する内側空間とを有しており、前記外側円筒部の外周面にエンコーダを取付けて、該エンコーダと前記エンコーダの径方向外方で外輪に設けたセンサーとを対向させて回転速度検出器を構成したハブユニット軸受による。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転速度検出器を備えた車輪用のハブユニット軸受に関する。

車輪用のハブユニット軸受は、ＡＢＳ（アンチ・ブレーキ・システム）の普及に伴い、車輪の回転速度検出器として、多極磁石製のエンコーダとホール素子またはＭＲ素子などを利用したアクティブ式センサーが装着されることが多くなってきた。

多極磁石製のエンコーダは、例えば、特開２００２−３３３０３３に見られるように軸受の密封シールに一体的に製作されて、ハブユニット軸受にエンコーダ付き密封シールとして装着される構造のものが多くなっている。

しかし、駆動輪用のハブユニット軸受の場合には、ハブユニット軸受に隣接して、車両中心側に車輪を駆動する等速ジョイントが存在するために、センサーを設置するスペースが少ないという問題がある。この問題に対応するための提案がある。（例えば、特許文献１を参照）
特開２００１−３０１５９０号公報

特許文献１に関して、同文献の用語と符号を用いて考察する。
特許文献１は等速自在継ぎ手３の外周に、エンコーダ２９を取付け、センサー３５を固定部材１にエンコーダ２９に対向させて取付けて検知部としている。この検知部は、固定部材１の内径面と等速自在継ぎ手３の外径面間の隙間を通じて車体内方に開放され、泥水などが浸入しやすい部分であるから、車体内方においてその隙間をシールするようにしている。すなわち、車体中心側に密封機構を設けている構造である。

しかしながら、この構造では、検知部に関係する各部品の供給先が異なるため、供給先からの部品を、最終的に車両の組立てラインで組立てねばならず、その際に、検知部が固定部材１の内方にあるために、エンコーダ２９とセンサー３５との間隙寸法の管理が難しく、また、組立ての後でないと回転速度信号検査を確実に行うことが出来ない構造なので、回転速度検出器として、信頼性の保証に問題があった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、ハブユニット軸受の状態で検知部におけるエンコーダとセンサーの間隙寸法の管理が容易であり、回転速度信号検査も行うことが出来ると同時に、異物に対する耐久性をも向上したハブユニット軸受を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため、本発明は、
内周面に内周軌道を有する外輪と、
車両外端側にハブフランジを有し、前記ハブフランジから車両中心側に、前記外輪の内周軌道に対向する外周軌道を外周に有する内輪と、
前記内周軌道と前記外周軌道との間に介装されている転動体と、
車両外端側に第１密封シール部材と車両中心側に第２密封シール部材と、
を有するハブユニット軸受において、
前記第１密封シール部材はヨークと該ヨークと摺接する弾性体からなるシールリップを含み、
前記ヨークは前記内輪と嵌合する内側円筒部と、該内側円筒部の径方向外方にある外側円筒部と、車両外端側で前記内側円筒部と前記外側円筒部とを連結している平面部とからなり、前記内側円筒部と前記外側円筒部と前記平面部とで内側空間を形成しており、前記外側円筒部の外周面にエンコーダを取付けて、該エンコーダと前記エンコーダの径方向外方で前記外輪に設けたセンサーとを対向させて回転速度検出器を構成すると共に、前記内側空間を軸受内方に向けて前記内輪に取付けて、前記内側空間内で前記ヨークと前記シールリップとを摺接させていることを特徴とするハブユニット軸受を提供する。

本発明によれば、ハブユニット軸受の状態で検知部におけるエンコーダとセンサーの間隙寸法の管理が容易であり、回転速度信号検査も行うことが出来ると同時に、異物に対する耐久性をも向上したハブユニット軸受を提供することができる。

以下、本発明に係わる実施形態を図面を参照しつつ説明する。

なお、以下の説明に当たり、説明の簡略化のため、車両外端側を外端側と、車両中心側を中心側という。

（実施形態１）
図１、図２、図３（ａ）、図３（ｂ）を参照して本発明の実施形態１を説明する。
図１は、本実施形態の中心線 Ｘ−Ｘより上半分の断面図であり、図２は、図１のＡ部拡大図である。図３（ａ）、図３（ｂ）は後述するセンサーの説明図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＹ方向から見た平面図である。

本実施形態は、本件発明のハブユニット軸受Ｈ_１を車両の駆動輪用として実施したものである。

ハブユニット軸受Ｈ_１は外端側の内周に第１内周軌道１１と中心側の内周に第２内周軌道１２を有する外輪１と、外端側に車輪取付け用のハブフランジ２ｆを有し、外周に外輪１の内周軌道に対向する外周軌道を有する内輪２と、外輪１と内輪２との間に介装されたボール３，３と、ボール３，３を保持する保持器４，４と、外輪１の外端側および中心側に取付けられ、外輪１と内輪２との軸受空間を密封する第１密封シール５ａおよび第２密封シール５ｂと、外輪１の外端側端部に設けられている回転速度検知器７とから構成されている。

次に、それぞれの構成部品に関して説明をする。

外輪１は、前述のように、内周面に第１内周軌道１１と第２内周軌道１２を有している。外周面に、車体への取付け用鍔１ｆ_０が設けられている。取付け用鍔１ｆ_０には車体への取付け用ボルト穴１ｇが形成されている。

外輪１の外端側端部１３および中心側端部１４にそれぞれ第１密封シール５ａ，第２密封シール５ｂを取付ける外周面もしくは内周面を有している。

内輪２は、外端側に車輪取付け用のハブフランジ２ｆを有し、ハブフランジ２ｆから中心側に向かって、円筒部２ｍが形成され、円筒部２ｍに一体に形成されている第１外周軌道２ａ_１と、円筒部２ｍから段部２ｃを介して連設されている小径部２ｎとが軸方向に順に形成されているハブ軸２ａｈと、小径部２ｎに嵌合固定されている内輪要素２ｂとからなっている。

第１外周軌道２ａ_１は外輪の第１内周軌道１１に対向している。

内輪要素２ｂはハブ軸２ａｈの小径部２ｎに、圧入嵌合され、段部２ｃに突き当てられている。

内輪要素２ｂの外周には、外輪１の第２内周軌道１２に対向する第２外周軌道２ｂ_１が形成されている。

ハブ軸２ａｈの内周面には、等速ジョイントＪｓ_１の駆動軸Ｊｓと結合するスプライン２ｓが形成されている。

内輪２は駆動軸Ｊｓに嵌合し、等速ジョイントＪｓ_１と駆動軸Ｊｓの端部に螺合してあるナットＪｓｎとによって固定されている。

ハブフランジ２ｆは中心側平面部２ｆ_１と外端側平面部２ｆ_２と、これら両平面部を貫通する貫通穴２ｆ_５とが設けられ、この貫通穴２ｆ_５に車輪取付け用ハブボルトＨｂが所定数取付けられている。

ハブフランジ２ｆの外端側平面部２ｆ_２はブレーキロータＢｒとホイルＷｒとがハブボルトＨｂとハブナットＨｎとの螺合によって締結されている。

第１密封シール５ａは、外輪１の外端側端部１３に取付けられ、ハブ軸２ａｈと外輪１間を密封する。

第２密封シール５ｂは外輪１の中心側端部１４に取付けられ、内輪要素２ｂと外輪１間を密封する。

ボール３，３は外輪１および内輪２の各軌道間に介装されている転動体で、外内輪の相対回転を可能に支持している。

保持器４，４はボール３，３を保持している。

次に、回転速度検知器７に関して、図２、図３（ａ）、図３（ｂ）をも参照しながら第１密封シール５ａと関連して説明する。

回転速度検出器７は、以下に説明するように、エンコーダとセンサーとで構成する。

先ず、第１密封シール５ａとエンコーダとの関連において説明する。

第１密封シール５ａはヨーク５ａ_１と芯金５ａ_２と、芯金５ａ_２に加硫焼付けされているゴムなどの弾性材からなるシールリップ５ａ_３とからなっている。

ヨーク５ａ_１は内側円筒部５ａ_１１と外側円筒部５ａ_１２と、これら両円筒部を連結している平面部５ａ_１３と、内側円筒部５ａ_１１と外側円筒部５ａ_１２と平面部５ａ_１３とで形成する内側空間５ａ_１７とを有している。

内側円筒部５ａ_１１の内周面は内輪２のハブ軸２ａｈと嵌合固定されている。

外側円筒部５ａ_１２の外周面には、エンコーダ７５が取付けられている。平面部５ａ_１３はハブフランジ２ｆの中心側平面部２ｆ_１とは所定寸法の間隙８だけ離隔している。ヨーク５ａ_１はハブ軸２ａｈに内側空間５ａ_１７を軸受内方に向けて取付けられている。

エンコーダ７５は磁性ゴムからなっていて、円周方向にＮ極、Ｓ極が交互に多極に形成されている多極磁石である。

芯金５ａ_２は外側円筒部５ａ_２１と、外側円筒部５ａ_２１の所定位置から径方向内方に折れ曲がっている平面部５ａ_２４と平面部５ａ_２４の径方向所定位置から外側円筒部５ａ_２１と同方向に折れ曲がっている内側円筒部５ａ_２２と、内側円筒部５ａ_２２の軸方向所定位置から径方向内方へ折れ曲がっている鍔部５ａ_２３とから形成されている。

外側円筒部５ａ_２１は、外輪１の外端側端部１３の外周面１６に、嵌合固定されている。

また、内側円筒部５ａ_２２が、外輪１の外端側端部１３の内周面１ｃに、嵌合固定されても実施できる。

シールリップ５ａ_３は芯金５ａ_２に加硫焼付けされている。芯金５ａ_２を軸受に取付けた状態で、軸受外方側で径方向外方から内方にかけて第１シーリップ５ａ_３１、第２シールリップ５ａ_３２、第３シールリップ５ａ_３３が順に形成されている。

第１シールリップ５ａ_３１および第２シールリップ５ａ_３２はアキシャルリップであり、第３シールリップ５ａ_３３はラジアルリップである。

取付けた状態で、第１シールリップ５ａ_３１および第２シールリップ５ａ_３２はヨーク５ａ_１の平面部５ａ_１３と、また、第３シールリップ５ａ_３３はヨーク５ａ_１の内側円筒部５ａ_１１と内側空間５ａ_１７内で摺接した構成としている。

上記の構成を採らずに、シールリップ５ａ_３のうち、とくに、アキシャルリップとハブフランジ２ｆの根元部分２ｆ_６とが、長期間にわたって摺接したとすると、根元部分２ｆ_６に磨耗痕を生じる場合があって、このことは、根元部分２ｆ_６に応力集中が起きることとなるので好ましくない。本実施形態のように、ヨーク５ａ_１とシールリップ５ａ_３を摺接させる構成により、根元部分２ｆ_６との摺接が避けられて、磨耗痕を発生せず、ハブフランジの強度上有利になる。

次に、センサー７１に関して説明する。

ヨーク５ａ_１の外側円筒部５ａ_１２に取付けられているエンコーダ７５の径方向外方で、エンコーダ７５とは円周方向任意の関係位置に、エンコーダ７５からの信号を検知するセンサー７１が設けられている。センサー７１はアクティブ型であり、円周方向一箇所でエンコーダ７５からの信号を検知する。センサー７１はセンサーケース７１１に内蔵され、センサー７１から電極Ｅ_１、Ｅ_２によって信号が取出される。

センサーケース７１１は円環状で、中心側端部の一部に取付け部７１２を有し、取付け部７１２によって、外輪１の外周に取付けられる。取付け部７１２の内方には、外輪１の外周面１７に設けられている位置決め用のスリット１８に挿入される突出し部７１５が形成されている。また、センサーケース７１１の取付け部７１２には、取付け状態においての円周方向に、貫通穴７１３が設けられており、貫通穴７１３には、鋼製のバンド７１４が挿入されて、外輪１外周面１７を巻き、バンド７１４の一箇所で結合部７１６を形成して、センサーケース７１１を外輪１に固定する。

この固定方法によると、センサー７１が故障した場合でも、交換が容易になる。

センサー７１を外輪１に確実に取付けて、エンコーダ７５と径方向に対向させて検知部７６を形成して、検知部７６の間隙寸法ｄ_１を正確に設定する。

以上説明したように、本実施形態は、第１密封シール５ａの一部位であるヨーク５ａ_１にエンコーダ７５を取付け，第１密封シール５ａがエンコーダの機能を兼用する形式であり、エンコーダ７５の径方向外方で対向するセンサー７１を内蔵するセンサーケース７１１を外輪１に設置して回転速度検知器７を構成し、ハブフランジ２ｆと外輪１の取付け鍔１ｆ_０との間に設けているので、ハブユニット軸受Ｈ_１の状態で検知部７６におけるエンコーダ７５とセンサー７１の間隙寸法ｄ_１の管理が容易であり、回転速度信号検査も行うことが出来る。

また、円環状のセンサーケース７１１がエンコーダ７５の径方向外方に設けられているので、磁性体の塵埃などの異物の付着をも防止して検知部７６の耐久性を向上する。

また、回転速度検知器７はハブフランジ２ｆと外輪１の取付け鍔１ｆ_０との間でハブユニット軸受に設けられているので、回転速度検知器７の取付け寸法の自由度が取付け鍔１ｆ_０の中心側に比べて高く、設定寸法が決めやすいし、さらに、ブレーキロータやバッキングプレート（図示略）によってもカバーされている部位に設けてあるので、取扱い上のミスによる損傷も防止できる。

次に、実施形態１の変形例を図４を参照しながら説明する。

なお、以下の変形例の説明では、実施形態１との同一部位、同一符号についての説明は省略する。

まず、図４を参照しながら、本実施形態の変形例１を説明する。図４は、図２相当図である。

本変形例は図２に対して、以下の点で異なる。
本変形例では、ハブフランジ２ｆの中心側平面部２ｆ_１に加えて、段部２ｆ_３によって小径平面部２ｆ_４を設け、第１密封シール５ａのヨーク５ａ_１の平面部５ａ_１３を、小径平面部２ｆ_４と当接させてある。

この構造にすることによって、ヨーク５ａ_１の軸方向取付け位置の確保が容易になり、一方シールリップ５ａ_３を加硫焼付けしてある芯金５ａ_２の外輪１への取付けた後、シールリップ５ａ_３とヨーク５ａ_１の平面部５ａ_１３との関係位置が容易に設定でき、リップシメシロの精度が高くなる。

次に、図５を参照しながら、本実施形態の変形例２を説明する。図５は、図２相当図である。
本図は図４に対して以下の点で異なる。

ヨーク５ａ_１の外側円筒部５ａ_１２の外周面に取付けてあるエンコーダ７５の外端側端部を外端側に延長してシールリップ７５１を形成して、ハブフランジ２ｆの中心側平面部２ｆ_１の段部２ｆ_３に摺接させてある。本変形例のように、段部２ｆ_３に限らず、中心側平面部２ｆ_１に摺接しても実施するものである。ハブフランジ２ｆの中心側平面部２ｆ_１の小径平面部２ｆ_４とヨーク５ａ_１の平面部５ａ_１３との当接部分は両面の平坦度などの仕上げ状態にも関係してくるが、毛細管現象で、微小な隙間に浸水しやすく、その結果として錆が発生する場合があり、錆発生防止に効果がある。

また、センサーケース７１１の外輪１への固定は、ねじ７１８による周知の手段で実施できる。

次に、図６、図７（ａ）、図７（ｂ）を参照しながら、変形例３を説明する。図６は、図５相当図である。
図７（ａ）、図７（ｂ）は後述するセンサーの説明図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＹ方向から見た平面図である。

本変形例は、以下の点で変形例２（図５参照）と異なる。
本変形例のセンサーケース７１１は、二つの半円環７１８，７１９からなり、それぞれの一方の箇所をヒンジＫ_１で連結し、他方の箇所７１８ａ、７１９ａを突合せ部とし，突合せたのち、円環とするものである。突合せ部７１８ａ、７１９ａにはそれぞれフックＫ_２、Ｋ_３を設け、センサーケース７１１を外輪１の外周面１７に取付けて、フックＫ_２，Ｋ_３で、円周方向に弾性的に締結して、円環状にする。

外輪１との軸方向の位置決めは、センサーケース７１１の内周に設けた円環状の突出し部７１５を、外輪１外周面１７に設けてある周溝１８と嵌合して行うものである。

次に、図８を参照しながら、変形例４を説明する。
本変形例は、変形例２（図５参照）と以下の点において異なる。
本変形例のセンサーケース７１１は内周面７１１ａが円筒面であり、外輪１の外周面１７を研削仕上げしてある。センサーケース７１１の内周面７１１ａは外輪１の外周面１７と嵌合固定される。

外輪１の外周面１７は、研削して内周軌道１１，１２を仕上げる際の基準面にするので、内周軌道１１，１２との偏心量は小さい。回転する内輪２も、外周軌道２ａ_１、２ｂ_１に対してヨーク５ａ_１の内側円筒部５ａ_１１との嵌合する外周面の偏心量は小さく管理されている。従って、内輪２のハブ軸２ａｈに固定されているヨーク５ａ_１の外側円筒部５ａ_１２の外周面の偏心量を小さくして、外側円筒部５ａ_１２に取付けられているエンコーダ７５の偏心量も小さく出来るので、検知部７６の間隙寸法ｄ_１を小さくすることが出来る。その結果、センサー７５は強い信号を得ることが出来る。

また、エンコーダ７５の外端側端部にシールリップ７５１を設け、径方向外方に向けて拡開して、ハブフランジ２ｆの中心側平面部２ｆ_１に当接させている。

この構造によって、図５、図６で説明した変形例２、変形例３と同様な効果を奏する。
次に、本発明の実施形態２に関し、図９を参照しながら説明する。

（実施形態２）
図９は、実施形態１の図２相当図である。
図２に比べて、異なる点は以下の点である。
外輪１の外端側端部１３に外周面１６と内周面１ｃとをつなぐ連通穴１３１を設け、連通穴１３１にセンサー７１を挿入している。外端側端部１３の内方には第１密封シール５ａを設けている。

シールリップ５ａ_３を加硫焼付けしてある芯金５ａ_２の円筒部５ａ_２１を外輪１内周面１ｃに嵌合し、外側円筒部５ａ_１２にエンコーダ７５を取付けてあるヨーク５ａ_１を内側円筒部５ａ_１１で内輪２と嵌合し、外側円筒部５ａ_１２と内側円筒部５ａ_１１を連結する平面部５ａ_１３をハブフランジ２ｆの小径平面部２ｆ_４に当接してある。
シールリップ５ａ_３は平面部５ａ_１３と当接している。

本実施形態は、外輪１の外端側端部１３の内方に、エンコーダ７５を設け、センサー７１を外輪１に径方向外方より取付けてある構造にしたので、エンコーダ７５とセンサー７１が対向している検知部７６への異物の侵入を軽減できると共に、センサー７１の取付けも簡単な構造になっているので、回転速度検知器７はコンパクトな構造となる。

次の、本実施形態の変形例１を図１０を参照しながら、説明する。
本変形例は、以下の点が、図９とは異なる。
本変形例は、外輪１の外端側外端部１３の外周面１６に円筒部材９を嵌合固定し、円筒部材９にセンサー７１を取付けている。センサー７１は円筒部材９の径方向内方で、第１密封シール５ａのヨーク５ａ_１外側円筒部５ａ_１２の外周面に取付けられているエンコーダ７５と間隙寸法ｄ_１で対向して検知部７６を形成している。

図９に比べて、円筒部材９の径寸法が外輪１の外周面１６よりも大きい分だけエンコーダ７５の直径を大きく出来るので、電極を増やせて、発生する磁気を強くすることができる。

以上、実施形態ならびに各変形例の説明では、転動体としてボールを使用しているが、円すいころ、円筒ころでも実施するものである。

以上、実施形態１およびその各変形例ならびに実施形態２およびその変形例を説明したが、これら、各実施形態、各変形例に限定することなく、本発明の思想の範囲内で実施するものである。

本発明の実施形態１を示し、中心線Ｘ−Ｘから上半分の断面図である。 図１のＡ部の拡大図である。 （ａ）実施形態１のセンサーの説明図である。（ｂ）実施形態１のセンサーの説明図である。 変形例１を示す要部拡大図である。 変形例２を示す要部拡大図である。 変形例３を示す要部拡大図である。 （ａ）変形例３のセンサーの説明図である。（ｂ）変形例３のセンサーの説明図である。 変形例４を示す要部拡大図である。 本発明の実施形態２の要部拡大図である。 実施形態２の変形例を示す要部拡大図である。

符号の説明

Ｈ_１：ハブユニット軸受
１：外輪
１１、１２：内周軌道
１３：外端側外輪端部
１４：中心側外輪端部
１ｆ_０：取付け用鍔
２：内輪
２ａ、２ｂ：内輪要素
２ａ_１、２ｂ_１：外周軌道
２ａｈ：ハブ軸
２ｃ：段部
２ｆ：ハブフランジ
２ｆ_１：中心側平面部
２ｆ_２：外端側平面部
２ｆ_３： 段部
２ｆ_４：小径平面部
２ｍ：円筒部
２ｎ：小径部
３：ボール
４：保持器
５ａ：第１密封シール
５ａ_１：ヨーク
５ａ_２：芯金
５ａ_３：シールリップ
５ｂ：第２密封シール
７：回転速度検知器
７１：センサー
７１１：センサーケース
７５：エンコーダ
７６：検知部
ｄ_１：間隙寸法

Claims (1)

1. 内周面に内周軌道を有する外輪と、
   車両外端側にハブフランジを有し、前記ハブフランジから車両中心側に、前記外輪の内周軌道に対向する外周軌道を外周に有する内輪と、
   前記内周軌道と前記外周軌道との間に介装されている転動体と、
   車両外端側に第１密封シール部材と車両中心側に第２密封シール部材と、
   を有するハブユニット軸受において、
   前記第１密封シール部材はヨークと該ヨークと摺接する弾性体からなるシールリップを含み、
   前記ヨークは前記内輪と嵌合する内側円筒部と、該内側円筒部の径方向外方にある外側円筒部と、車両外端側で前記内側円筒部と前記外側円筒部とを連結している平面部とからなり、前記内側円筒部と前記外側円筒部と前記平面部とで内側空間を形成しており、前記外側円筒部の外周面にエンコーダを取付けて、該エンコーダと前記エンコーダの径方向外方で前記外輪に設けたセンサーとを対向させて回転速度検出器を構成すると共に、前記内側空間を軸受内方に向けて前記内輪に取付けて、前記内側空間内で前記ヨークと前記シールリップとを摺接させていることを特徴とするハブユニット軸受。

Images