JP2008121865A

JP2008121865A - ハブユニット軸受

Info

Publication number: JP2008121865A
Application number: JP2006309405A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Kaneko; 吉男金子
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2006-11-15
Publication date: 2008-05-29

Abstract

【課題】エアギャップのばらつきを抑えることによって、信号の検知精度のばらつきや低下を起さない回転速度検出器を備えたハブユニット軸受を提供する。
【解決手段】ハブユニット軸受において、回転速度検出器は、車両中心側密封シールのヨークに取付けられたエンコーダと、外輪に取付けられ、該外輪の車両中心側端面と面一の平面部を有し、前記エンコーダを車両中心側から覆う非磁性材の保持部材により保持されて、前記エンコーダと軸方向に対向するセンサーと、を有する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る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。

一方、センサーは車体に強固に取付けられる必要があるが、また、保守や故障時に簡単に取り外すことができる構造が要求される。

このような要求に対して提案がある。（例えば、特許文献１を参照）
特開２０００−２２１２０２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の回転速度検出装置６は、パルサリング１０と、センサー２０とを備えており、パルサリング１０は内輪５ａに取付けられ、パルサリング１０は第1支持環体３０に、センサー２０は第２支持環体４０に取付けられている。

しかしながら、特許文献１の第２支持環体４０は階段形状にプレス成形された環状鉄板で、多段であるために、パルサリング１０とセンサー２０とのエアギャップ設定にかかわる各部位の寸法差の累積が大きくなって、エアギャップのばらつきが大きく、パルサリング１０からの信号の検知精度のばらつきや低下を起す虞がある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、エアギャップのばらつきを抑えることによって、信号の検知精度のばらつきや低下を起さない回転速度検知器を備え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し、固定側となる外輪と、
前記外輪の内周軌道に対向する外周軌道を外周に有し、回転側となる内輪と、
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、
前記外輪の車両外端側端部に設けられ、前記外輪と前記内輪との間を密封する車両外端側密封シールと、
前記内輪に取付けられる円筒部および該円筒部から径方向外方へ折曲げられたフランジ部とかなるヨークと、前記外輪に取付けられたシール部材とで形成される車両中心側密封シールと、
車両中心側にエンコーダとセンサーとを備える回転速度検出器と、
からなるハブユニット軸受において、
前記回転速度検出器は、前記ヨークに取付けられたエンコーダと、前記外輪に取付けられ、該外輪の車両中心側端面と面一の平面部を有し、前記エンコーダを車両中心側から覆う非磁性材の保持部材により保持されて、前記エンコーダと軸方向に対向するセンサーと、を有す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、エアギャップのばらつきを抑えることによって、信号の検知精度のばらつきや低下を起さない回転速度検知器を備えたハブユニット軸受を提供する事が出来る。

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は後述するセンサーに関する斜視説明図である。

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を有し、固定側となる外輪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の第１および第２内周軌道に対向する第１外周軌道２ａ_１と第２外周軌道２ｂ_１とを有し、回転側となる内輪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、ハブユニット軸受Ｈ_１の中心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、内周面に外端側の第１内周軌道１１と中心側の第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に第１密封シール５ａ，第２密封シール５ｂを取付ける内周面１ｃ、１ｄをそれぞれ有している。

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から中心側に向かって、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（図示略）の駆動軸（図示略）と結合するスプライン２ｓが形成されている。

内輪２は駆動軸に嵌合し、等速ジョイントと駆動軸の端部に螺合してあるナット（図示略）とによって固定されている。

ハブフランジ２ｆには車輪取付け用ハブボルトＨｂが所定数取付けられている。

第１密封シール５ａは、外輪１の外端側端部１３に取付けられる外端側密封シールで、内輪２のハブ軸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に取付けられる中心側密封シールで、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をも参照しながら第２密封シール５ｂ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７１とセンサー７２とで構成する。

先ず、第２密封シール５ｂとエンコーダ７１との関連において説明する。

第２密封シール５ｂはヨーク５ｂ_１と芯金５ｂ_２と、芯金５ｂ_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５ｂ_３とからなっている。

ヨーク５ｂ_１は円筒部５ｂ_１１と円筒部５ｂ_１１の中心側の所定位置から径方向外方に直角に折曲げられたフランジ部５ｂ_１２とからなる金属部材である。

円筒部５ｂ_１１の内周面は内輪要素２ｂの外周面２ｂ_１１と嵌合固定されている。

フランジ部５ｂ_１２の中心側に向いた外側面には、エンコーダ７１が取付けられている。

エンコーダ７１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からなる磁気エンコーダである。

芯金５ｂ_２は円筒部５ｂ_２１と、円筒部５ｂ_２１の外端側（軸方向軸受内方）の所定位置から径方向内方に折れ曲がっている平面部５ｂ_２４とからなる金属部材である。

円筒部５ｂ_２１は、外輪１の外端側端部１４の内周面１ｄに、嵌合固定される。

シールリップ５ｂ_３は芯金５ｂ_２に加硫焼付けされている。芯金５ｂ_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５ｂ_３１、第２シールリップ５ｂ_３２、第３シールリップ５ｂ_３３が順に形成されている。

なお、芯金５ｂ_２の部分は、金属材料に限らず、代わりに、シールリップ５ｂ_３と一体的に成型した同質のゴム材などにより、外輪１の内周面１ｄに嵌合固定することもできる。

第１シールリップ５ｂ_３１はアキシャルリップであり、第２シールリップ５ｂ_３２および第３シールリップ５ｂ_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５ｂ_３１はヨーク５ｂ_１のフランジ部５ｂ_１２と、また、第２シールリップ５ｂ_３２および第３シールリップ５ｂ_３３はヨーク５ｂ_１の円筒部５ｂ_１１と摺接するシール部材を形成している。

次に、センサー７２に関連して説明する。

ヨーク５ｂ_１のフランジ部５ｂ_１２に取付けられているエンコーダ７１の軸方向外方で、エンコーダ７１が回転したときの信号を検知するセンサー７２が設けられている。

センサー７２はアクティブ型であり、円周方向で任意の一箇所でエンコーダ７１からの信号を検知する。センサー７２はセンサーケース７３にモールディング成型等により埋め込み量ｄ_２で内蔵されており、センサー７２から端子Ｅ_１１、Ｅ_２１によって信号が取出される。センサーケース７３は箱型をしている。

センサーケース７３は、センサーケース７３の保持部材である非磁性の金属材からなるケースホルダー７４によって保持されている。

ケースホルダー７４は第１鍔部７４２を有する円筒部７４１と、円筒部７４１の中心側所定位置から径方向内方へ直角に折れ曲がった第２鍔部７４３とにより構成される環状部材である。第２鍔部７４３の内周７４４の円周方向所定位置に中心側に向かって突き出したタング７４５が形成されている。タング７４５の先端部７４６は、径方向外方に所定寸法だけ折れ曲がっている。

円筒部７４１は外輪１の中心側外周面１６と嵌合される。第１鍔部７４２は車体の一部位であるナックルＫｎと外輪１の取付け鍔１ｆ_０との間で、ナックルＫｎによって軸方向に押圧されている。その結果、第２鍔部７４３は中心側の外輪１の端部１４で、外輪１の中心側端面１４１に押圧されている。その結果、第２鍔部７４３の外端側の平面部７４９は、外輪１の中心側端面１４１と面一の関係になる。そして、第２鍔部７４３はエンコーダ７１を車両中心側から覆う状態となり、外方からの水や粉塵など異物に対して、エンコーダ７１を防御する効果も併せ奏する。

なお、本実施形態のハブユニット軸受Ｈ_１を、特に、後輪の駆動輪用として使用する場合、ケースホルダー７４の第１鍔部７４２を、径方向外方へ延長して、ケースホルダー７４を後輪のドラムブレーキ（図示略）防御用のバッキングプレート（図示略）と一体にして、その一部位とすることも出来るが、その場合には、バッキングプレートを非磁性体にする必要がある。

センサーケース７３とケースホルダー７４とは、破線Ｌ（図３参照）に示される方向から取付けられ、センサーケース７３をケースホルダー７４の第２鍔部７４３とタング７４５の折れ曲がった先端部７４６とで弾性的に挟持して固定する。

外輪１の中心側端面１４１に対し、エンコーダ７１の軸方向の外端側への引き込み量を設定しておけば、その引き込み量はケースホルダー７４を外輪１に取付けた状態で、第２鍔部７４３とエンコーダ７１との軸方向距離寸法ｄ_１（本発明のエアギャップと定義）に等しくなり、従って、エンコーダ７１とセンサー７２との軸方向に対向する距離寸法は、第２鍔部７４３とエンコーダ７１との距離寸法ｄ_１（エアギャップ）、第２鍔部７４３の厚さ寸法、センサー７２のセンサーケース７３内に置ける埋め込み寸法ｄ_２を合計した数値になる。

以上の各寸法、特に、エアギャップｄ_１を管理することによって、エンコーダ７１とセンサー７２の距離寸法のばらつきを抑えることができ、信号の検知精度のばらつきや低下を起さない回転速度検出器を備えたハブユニット軸受を提供する事が出来る。

次に、実施形態１の各変形例について図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。また、ケースホルダー７４は非磁性の金属材である。

まず、図４、図５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、図５は、図３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。

ケースホルダー７４は円筒部７４１と、円筒部７４１の中心側所定位置から径方向内方へ直角に折れ曲がっている鍔部７４３と、鍔部７４３の径方向所定位置から中心側へ向かって打ち出されている上部タング７４７と、鍔部７４３内周７４４の上部タング７４７と径方向に対向する位置に折り曲げられた下部タング７４５とを有している。

上部タング７４７の打ち出し位置は、後述するように、外輪１の外周面にケースホルダー７４が嵌合されたときに、外輪１の端面１４１に押し当てられる部分に設けられ、水の浸入がないようになっている。

上部タング７４７と下部タング７４５とは、それぞれ上部タングの先端部７４８は径方向内方へ、下部タングの先端部７４６は径方向外方へ所定寸法だけ折り曲げられている。

鍔部７４３の外端側の平面部７４９には、内周７４４近傍に環状にシールリップ５ｃが形成されていて、シールリップ５ｃは内輪要素２ｂの中心側平面２ｂ_１２と摺接している。

ケースホルダー７４の円筒部７４１を外輪１の外周面１６に嵌合し、鍔部７４３を外輪１の端面１４１に押し当てた状態で、実施形態１と同様に、適切なエアギャップｄ_１の確保が出来る。

また、鍔部７４３の上部タング７４７の打ち出し位置を端面１４１に対向する部分に設けることと、鍔部７４３の内周７４４近傍に設けられたシールリップ５ｃが内輪要素２ｂの中心側端面２ｂ_１２と摺接すること、とによりエアギャップｄ_１への水浸入を防止できる。

次に、図６、図７を参照しながら、変形例２を説明する。
本変形例は、以下の点において変形例１と異なっている。

ケースホルダー７４は第１円筒部７４１と、第１円筒部７４１の中心側所定位置から径方向内方へ直角に折れ曲がっている鍔部７４３と鍔部７４３の径方向内方の所定位置から中心側へ向かって延びる第２円筒部７５０とを有している。

第２円筒部７５０の内周面７４４近傍に、タング７４５が取付けられている。取付けは溶接など適宜選択できる。鍔部７４３とタング７４５とでセンサーケース７３を軸方向に弾性的に挟持固定している。

鍔部７４３の外端側の平面部７４９内周７４４近傍にシールリップ５ｃが環状に設けられている。シールリップ５ｃは内輪要素２ｂの中心側平面２ｂ_１２と摺接している。

次に、図８、図９、図１０を参照しながら、変形例３について説明する。
図８は図６相当図、図９はケースホルダー７４の斜視説明図、図１０は、センサーケース７３を外端側から見た平面図である。
本変形例は、変形例２と以下の点において異なる。

変形例２では、まず、タングは第２円筒部７５０の円周方向所定位置に取付けられているが、本変形例では、タング７４５は、円筒部７４５ａと円筒部７４５ａから径方向外方に折れ曲がっているフランジ部７４５ｂとからなる環状タング７４５である。そして、環状タング７４５の円筒部７４５ａはケースホルダー７４の第２円筒部７５０の内周面と嵌合されている。環状タング７４５の円筒部７４５ａの内周にシールリップ５ｃが設けられ、環状タング７４５がケースホルダー７４と嵌合されて、フランジ部７４５ｂとケースホルダー７４の鍔部７４３との間でセンサーケース７３を弾性的に挟持固定し、シールリップ５ｃは内輪要素２ｂの中心側平面部２ｂ_１２と摺接する。

変形例２と同様に、エアギャップｄ_１への水や異物の侵入を防止できる。

なお、環状タング７４５の円筒部７４５ａとケースホルダー７４の第２円筒部７５０との嵌合は、ケースホルダー７４に後述するセンサーケース７３が取付けられた後に行われる。

次に、センサーケース７３を図１０をも参照しながら説明する。

センサーケース７３は円環状をなしており、円周方向の所定位置にセンサー７２が取付けられている。

環状のセンサーケース７３は、ケースホルダー７４と当接する平面部７３３を有し、平面部７３３に、径方向外方と内方とにそれぞれ環状のオーリング挿入用の外方溝７３１と内方溝７３２が形成されており、外方溝７３１と内法溝７３２との間にセンサー７２が設けられている。

センサー７２はケースホルダー７４の鍔部７４３と当接するセンサーケース７３の平面部７３３に略面一に取付けられている。このことは、センサーが埋め込まれていないため、エンコーダ７１との距離を近接することができ、検知する信号の強さを向上できる。

センサー７２が略面一に取付けられて平面部７３３に露出しているために、センサーケース７３とケースホルダー７４が組立てられたときに、鍔部７４３とセンサーケース７２の当接面を密封するために、外方溝７３１と内方溝７３２とに、それぞれ、オーリング８１，８２が挿入されている。この構造によって、センサー７２への水浸入が防止できる。

他の点に関して、同一部位、同一符号に関する説明を省略する。

次に変形例４について図１１を参照しながら説明する。
変形例４は図１１に示すように、本発明を、図１に示すハブユニット軸受Ｈ_１とは別形式のハブユニット軸受Ｈ_２に適用したものである。

本変形例のハブユニット軸受Ｈ_２も、内輪２が回転輪で、外輪１が静止輪である。

本変形例と実施形態１との相違点について以下に説明する。
なお、実施形態１（図１参照）で説明した、同一符号、同一部位につては説明を省略する。

実施形態１では、内輪２は、ハブ軸２ａｈに外端側の外周軌道２ａ_１が直接形成され、中心側の外周軌道２ｂ_１はハブ軸２ａｈの小径部２ｎに圧入固定されている内輪要素２ｂに設けられていて、内輪要素２ｂは段部２ｃに突き当てられているのに対して、本変形例ではハブフランジ２ｆから段部２ｃを介して中心側に向かって形成されて延びている円筒部２ｍに、円筒部２ｍとは別体に形成されている外周軌道２ａ_１を有する第１内輪要素２ａと、中心側に向かって、第１内輪要素２ａに隣接して第２内輪要素２ｂとがそれぞれ圧入され、第２内輪要素２ｂの外端側端面２ｂ_２と第１内輪要素２ａの中心側端面２ａ_２とを、互いに突き当てて、固定している。

以上、実施形態１およびその各変形例を説明したが、本発明を、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。

なお、以上の説明では、転動体として、ボールを使用しているが、円すいころ、円筒ころにおいても実施するものである。

本発明の実施形態１を示す断面図である。図１の要部拡大図である。図２に示すケースホルダーの説明図である。実施形態１の変形例１の説明図である（図２相当図）。図４に示すケースホルダーの説明図である（図３相当図）実施形態１の変形例２の説明図である（図２相当図）。図６に示すケースホルダーの説明図である（図３相当図）実施形態１の変形例３の説明図である（図２相当図）。図８に示すケースホルダーの説明図である（図３相当図）。図８に示すセンサーケースの説明図である。実施形態１の変形例４を示す説明図である。

符号の説明

Ｈ_１、Ｈ_２：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
２ｍ：円筒部
２ｎ：小径部
３：ボール
４：保持器
５ａ：第１密封シール
５ｂ：第２密封シール
７：回転速度検知器
７１：エンコーダ
７２：センサー
７３：センサーケース
７３１:外方溝
７３２：内方溝
７４：ケースホルダー
７４１：円筒部、第１円筒部
７４３：鍔部
７４５：タング
７４９：外端側の平面部
ｄ_１：エアギャップ
８１，８２：オーリング

Claims

内周面に内周軌道を有し、固定側となる外輪と、
前記外輪の内周軌道に対向する外周軌道を外周に有し、回転側となる内輪と、
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、
前記外輪の車両外端側端部に設けられ、前記外輪と前記内輪との間を密封する車両外端側密封シールと、
前記内輪に取付けられる円筒部および該円筒部から径方向外方へ折曲げられたフランジ部とかなるヨークと、前記外輪に取付けられたシール部材とで形成される車両中心側密封シールと、
車両中心側にエンコーダとセンサーとを備える回転速度検出器と、
からなるハブユニット軸受において、
前記回転速度検出器は、前記ヨークに取付けられたエンコーダと、前記外輪に取付けられ、該外輪の車両中心側端面と面一の平面部を有し、前記エンコーダを車両中心側から覆う非磁性材の保持部材により保持されて、前記エンコーダと軸方向に対向するセンサーと、を有することを特徴とするハブユニット軸受。