JP2019206987A - ハブユニット軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】コスト増加を抑制することができ、また、キャップ抜けや軸受内部への浸水を防止することができる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１０は、外輪部材１１とハブ輪１２及び内輪１３との間の軸受内部空間１０ａのアウトボード側を塞ぐシール１６と、軸受内部空間１０ａのインボード側を塞ぐ非磁性のキャップ２０と、キャップ２０よりも軸受内部空間１０ａ側において内輪１３に取り付けられる磁気エンコーダ１７と、を備え、キャップ２０は、樹脂製であり、外輪部材１１の内径面に嵌合される円筒部２１と、円筒部２１のインボード側端部の開口を閉塞する底板部２２と、を有し、底板部２２には、周方向で等間隔に複数のリブ２３が形成され、円筒部２１は、Ｏリング２４により密閉され、キャップ２０の外輪部材１１に対する軸方向移動を防止するキャップ移動防止手段（爪部２６、第２溝部１１ｅ）を更に備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ハブユニット軸受に関し、より詳細には、外輪部材のインボード側端部にキャップを備えるハブユニット軸受に関する。

ハブユニット軸受は、泥水耐久性と低トルク・低コストを両立する必要があるため、従動輪用のハブユニット軸受のインボード側の密封機構として、トルクを発生せず、シールに比べて安価なエンドキャップが使用されることが多い。そして、従来では、インボード側の密封機構として、非磁性ステンレス製エンドキャップを備えるハブユニット軸受が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に記載のハブユニット軸受では、内輪と共に回転するアキシアルエンコーダを、非磁性ステンレス製エンドキャップよりも軸受内部側に設けて、エンコーダ被検出面を摩耗や磁性体の塵埃の付着から保護し、エンドキャップの底板部を介してセンサがセンシングしている。また、エンドキャップの板厚分だけエアギャップが増加するので、薄い板からエンドキャップを成形する必要があり、エンドキャップの底板部にプレス加工でリブを設けて、エンドキャップの強化を図っている。

特開２０１５−０５８８８０号公報

ところで、上記特許文献１に記載のハブユニット軸受では、エンコーダ信号の質向上に期待が持てる反面、キャップ（エンドキャップ）が非磁性ステンレス（オーステナイト系ステンレス）製であるため、高価であり、コストが増加しやすかった。また、底板部はリブで強化されているものの、外輪の内周面に嵌合するキャップの円筒部が強化されていないため、キャップの軸方向移動によるキャップ抜けや外輪の内周面とキャップの円筒部との間の金属嵌合面の微小な隙間からの浸水の可能性があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コスト増加を抑制することができ、また、キャップ抜けや軸受内部への浸水を防止することができるハブユニット軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）外輪部材と、複数の転動体を介して前記外輪部材に対して回転可能に設けられる内輪部材と、前記外輪部材と前記内輪部材との間の軸受内部空間のアウトボード側を塞ぐシールと、前記軸受内部空間のインボード側を塞ぐ非磁性のキャップと、前記キャップよりも前記軸受内部空間側において前記内輪部材に取り付けられる磁気エンコーダと、を備えるハブユニット軸受であって、前記キャップは、樹脂製であり、前記外輪部材の内径面に嵌合される円筒部と、前記円筒部のインボード側端部の開口を閉塞する底板部と、を有し、前記底板部には、周方向で等間隔に複数のリブが形成され、前記円筒部は、Ｏリングにより密閉され、前記キャップの前記外輪部材に対する軸方向移動を防止するキャップ移動防止手段を更に備えることを特徴とするハブユニット軸受。
（２）前記キャップ移動防止手段は、前記外輪部材の内径面に形成される溝部と、前記キャップの前記円筒部に形成され、前記溝部と係止可能な爪部と、から構成されることを特徴とする（１）に記載のハブユニット軸受。
（３）前記キャップ移動防止手段は、前記キャップの前記円筒部の外径面に取り付けられ、前記外輪部材の内径面に嵌合される円環部材であることを特徴とする（１）に記載のハブユニット軸受。
（４）前記外輪部材の内径面に嵌合される金属板製のセンサホルダを更に備え、前記キャップ移動防止手段は、前記キャップの前記円筒部のアウトボード側端部に形成される凸部と、前記外輪部材の内径面に嵌合され、前記凸部のインボード側端面に接触する前記センサホルダの円筒部と、から構成されることを特徴とする（１）に記載のハブユニット軸受。

本発明によれば、キャップが樹脂製であるため、コスト増加を抑制することができる。また、キャップの底板部に周方向で等間隔に複数のリブが形成され、キャップの円筒部がＯリングにより密閉され、キャップの外輪部材に対する軸方向移動を防止するキャップ移動防止手段を備えるため、キャップ抜けや軸受内部への浸水を防止することができる。

本発明に係るハブユニット軸受の第１実施形態を説明する断面図である。 図１に示すキャップの一部拡大断面図である。 図２に示すキャップの変形例を説明する一部拡大断面図である。 本発明に係るハブユニット軸受の第２実施形態を説明する一部拡大断面図である。 図４に示すキャップの変形例を説明する一部拡大断面図である。 本発明に係るハブユニット軸受の第３実施形態を説明する断面図である。 図６に示すキャップの一部拡大断面図である。

以下、本発明に係るハブユニット軸受の各実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
まず、図１〜図３を参照して、本発明に係るハブユニット軸受の第１実施形態について説明する。

本実施形態のハブユニット軸受１０は、従動輪用のハブユニット軸受であり、図１に示すように、外輪部材１１と、内輪部材であるハブ輪１２と、ハブ輪１２とは別体の内輪部材であり、ハブ輪１２に一体的に固定される内輪１３と、外輪部材１１の内径面とハブ輪１２及び内輪１３の外径面との間に転動可能に２列で配置される複数の玉（転動体）１４と、この２列の複数の玉１４を周方向で等間隔にそれぞれ保持する一対の保持器１５と、外輪部材１１と内輪部材（ハブ輪１２、内輪１３）との間の軸受内部空間１０ａのアウトボード側を塞ぐシール１６と、軸受内部空間１０ａのインボード側を塞ぐ非磁性のキャップ２０と、キャップ２０よりも軸受内部空間１０ａ側において内輪１３の外径面に取り付けられる磁気エンコーダ１７と、外輪部材１１のキャップ２０よりもインボード側に取り付けられるセンサホルダ３０と、センサホルダ３０に取り付けられ、磁気エンコーダ１７の回転状態（例えば回転速度、回転数、回転方向）を検出するセンサ１８と、を備える。なお、アウトボード側とは図１の左側であり、インボード側とは図１の右側である。

外輪部材１１の内径面には、互いに平行な２列の外輪軌道面１１ａ，１１ａが離間して形成されている。また、ハブ輪１２及び内輪１３の外径面には、それぞれ内輪軌道面１２ａ，１３ａが外輪部材１１の外輪軌道面１１ａ，１１ａに対応して形成されている。外輪軌道面１１ａ，１１ａ及び内輪軌道面１２ａ，１３ａで構成される２列の軌道には、保持器１５によって転動可能に保持される複数の玉１４が周方向で等間隔にそれぞれ配置されている。

複数の玉１４は、互いに所定の接触角をなして外輪軌道面１１ａ，１１ａ及び内輪軌道面１２ａ，１３ａに接触して、背面組み合わせ型（ＤＢ）軸受が構成される。これにより、ハブ輪１２及び内輪１３は、外輪部材１１に対して回転可能となる。

ハブ輪１２のインボード側端部には、小径段部１２ｂが形成されており、この小径段部１２ｂに内輪１３を外嵌した後、小径段部１２ｂの端部を径方向外側にかしめ加工することにより、内輪１３がハブ輪１２に固定される。また、かしめ加工によって内輪１３を押圧することで、適正な予圧が付与される。

ハブ輪１２は、略円柱形状の部材であり、そのアウトボード側端部には、外径面から径方向外方に延出するフランジ部１２ｃが形成される。フランジ部１２ｃには、不図示のタイヤホイール及びブレーキロータなどを締結するためのハブボルト１２ｄが周方向で等間隔に複数設けられる。

また、外輪部材１１の内径面は、キャップ２０が圧入により取り付けられるキャップ取付面１１ｂと、キャップ取付面１１ｂよりもインボード側に形成され、センサホルダ３０が圧入により取り付けられるホルダ取付面１１ｃと、を有する。また、ホルダ取付面１１ｃは、キャップ取付面１１ｂよりも大径に形成されている。

キャップ２０は、合成樹脂の射出成形により形成される円板状部材であり、図１及び図２に示すように、外輪部材１１のキャップ取付面１１ｂに嵌合される円筒部２１と、円筒部２１のインボード側端部の開口を閉じる底板部２２と、を有する。また、底板部２２には、周方向で等間隔に複数のリブ２３が一体形成されている。リブ２３は、軸受内部空間１０ａ側に突出し且つ径方向に延びるように形成されている。そして、リブ２３は、キャップ２０の剛性を高めて変形を抑制している。

また、図２に示すように、キャップ２０の円筒部２１の外径面と外輪部材１１のキャップ取付面１１ｂとの間にはＯリング２４が配置されている。これにより、キャップ２０の円筒部２１はＯリング２４により密閉されている。また、Ｏリング２４は、外輪部材１１のキャップ取付面１１ｂに全周に亘って形成される第１溝部１１ｄに収容されている。

さらに、ハブユニット軸受１０は、キャップ２０の外輪部材１１に対する軸方向移動を防止するキャップ移動防止手段を更に備えており、このキャップ移動防止手段は、外輪部材１１のキャップ取付面１１ｂに全周に亘って形成される第２溝部１１ｅと、キャップ２０の円筒部２１のアウトボード側端部に形成され、第２溝部１１ｅと係止可能な爪部２６と、から構成されている。第２溝部１１ｅは、第１溝部１１ｄよりもアウトボード側に形成されている。なお、爪部２６は、キャップ２０の円筒部２１の全周に亘って形成されていてもよく、円筒部２１の周方向で等間隔に複数形成されていてもよい。

爪部２６の外周面は、インボード側に向かうに従って拡径するテーパー面２６ａに形成されている。そして、爪部２６のテーパー面２６ａのアウトボード側端は外輪部材１１のキャップ取付面１１ｂよりも小径（自由状態でのＯリング２４の内径より若干小径）に設定される。これにより、爪部２６が第１溝部１１ｄ及びＯリング２４を乗り越え可能となっている。また、爪部２６のインボード側端面は、キャップ軸方向に直交する垂直面２６ｂに形成されている。これにより、爪部２６が第２溝部１１ｅのインボード側段部と係止可能となっている。さらに、爪部２６のテーパー面２６ａは、第２溝部１１ｅのアウトボード側角部と僅かな隙間を介して対峙している。これにより、爪部２６が第２溝部１１ｅと軸方向のがたつきなく係止可能となっている。そして、キャップ２０の円筒部２１を全体的に弾性変形させ、爪部２６を第２溝部１１ｅに係止させることにより、キャップ２０が外輪部材１１に取り付けられる。

センサホルダ３０は、金属（鉄など）板をプレス加工することにより形成される有底円筒状部材であり、図１に示すように、外輪部材１１のホルダ取付面１１ｃにアウトボード側端部が嵌合される円筒部３１と、円筒部３１のインボード側端部の開口を閉じる底板部３２と、を有する。円筒部３１の軸方向中間部には、径方向外方に延出し、外輪部材１１のインボード側端面に面接触する鍔部３１ａが形成されている。また、底板部３２には、センサ１８を挿入させる挿入穴３２ａが形成されている。なお、センサ１８は、キャップ２０の底板部２２及び所定の隙間を介して磁気エンコーダ１７と軸方向に対向する位置に取り付けられている。

以上説明したように、本実施形態のハブユニット軸受１０によれば、キャップ２０が樹脂製であるため、コスト増加を抑制することができる。また、キャップ２０の底板部２２に周方向で等間隔に複数のリブ２３が形成され、キャップ２０の円筒部２１がＯリング２４により密閉され、キャップ２０の外輪部材１１に対する軸方向移動を防止するキャップ移動防止手段（爪部２６、第２溝部１１ｅ）を備えるため、キャップ抜けや軸受内部への浸水を防止することができる。

また、本実施形態の変形例として、図３に示すように、キャップ２０の円筒部２１に先端面から軸方向に延びるスリット穴２１ａを周方向に複数形成してもよい。本変形例によれば、キャップ２０の円筒部２１を容易に弾性変形させることができるので、キャップ２０の装着性を向上することができる。

（第２実施形態）
次に、図４及び図５を参照して、本発明に係るハブユニット軸受の第２実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態では、図４に示すように、上記第１実施形態のキャップ移動防止手段（爪部２６、第２溝部１１ｅ）の代わりに、キャップ２０の円筒部２１の外径面に円環部材（キャップ移動防止手段）４０が取り付けられ、この円環部材４０が外輪部材１１のキャップ取付面１１ｂに嵌合されている。

円環部材４０は、金属（鉄など）板をプレス加工することにより形成される断面Ｌ字状の部材であり、例えばインサート成形などによりキャップ２０に対して一体的に取り付けられている。

また、本実施形態のキャップ２０には、円筒部２１から連続して円環部材４０の径方向外方に突出する折曲げ部４１を包み込むようにフランジ部２７が全周に亘って形成されている。そして、このフランジ部２７のアウトボード側端面は、キャップ取付面１１ｂとホルダ取付面１１ｃとの間に形成される軸受軸方向に直交する垂直面１１ｆに面接触している。

また、本実施形態では、上記第１実施形態の第１溝部１１ｄが形成されず、キャップ取付面１１ｂのインボード側端部に形成されるテーパー面１１ｇと円環部材４０及びフランジ部２７との間にＯリング２４が配置されている。これにより、キャップ２０の円筒部２１はＯリング２４により密閉されている。また、円環部材４０は、キャップ２０の円筒部２１の一部として機能する。なお、テーパー面１１ｇは、インボード側に向かうに従って拡径する円錐面である。さらに、金属製の円環部材４０により円筒部２１を強化することで、外輪部材１１に対してキャップ２０を強固に嵌合固定すると共に、金属製の折曲げ部４１によりフランジ部２７を強化することで、外輪部材１１に対するキャップ２０の軸方向位置決め精度を向上させている。

以上説明したように、本実施形態のハブユニット軸受１０によれば、キャップ２０の大部分が樹脂製であるため、コスト増加を抑制することができる。また、キャップ２０の底板部２２に周方向で等間隔に複数のリブ２３が形成され、キャップ２０の円筒部２１がＯリング２４により密閉され、キャップ２０の外輪部材１１に対する軸方向移動を防止するキャップ移動防止手段である円環部材４０を備えるため、キャップ抜けや軸受内部への浸水を防止することができる。

また、本実施形態の変形例として、図５に示すように、図４に示すテーパー面１１ｇを形成せず、キャップ２０のフランジ部２７のアウトボード側端面に凹部２７ａを形成し、この凹部２７ａにＯリング２４を収容してもよい。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
次に、図６及び図７を参照して、本発明に係るハブユニット軸受の第３実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態では、図６及び図７に示すように、キャップ２０の円筒部２１がセンサホルダ３０の円筒部３１の内径面に嵌合され、キャップ２０がセンサホルダ３０に一体的に取り付けられている。そして、外輪部材１１の内径面にホルダ取付面１１ｃのみが形成されており、このホルダ取付面１１ｃにキャップ２０と一体化されたセンサホルダ３０の円筒部３１が嵌合されている。

また、キャップ２０の円筒部２１のアウトボード側端部には、爪部２６の代わりに、径方向外方に突出する凸部２８が全周に亘って形成されている。この凸部２８のインボード側端面は、センサホルダ３０の円筒部３１のアウトボード側端面と接触して、センサホルダ３０に対するキャップ２０の軸方向の位置決め手段として機能する。また、凸部２８のアウトボード側端面は、ホルダ取付面１１ｃのアウトボード側に設けられる段部の軸受軸方向に直交する垂直面１１ｈに当接して、外輪部材１１に対するキャップ２０及びセンサホルダ３０の軸方向の位置決め手段として機能する。

そして、凸部２８は、ホルダ取付面１１ｃの段部の垂直面１１ｈとセンサホルダ３０の円筒部３１のアウトボード側端面との間に挟み込まれており、これにより、キャップ２０の抜け防止、及びセンサホルダ３０の円筒部３１の内径面とキャップ２０の円筒部２１の外径面との嵌合面から浸入する泥水の封止が図られている。つまり、本実施形態のキャップ移動防止手段は、キャップ２０の円筒部２１の凸部２８と、センサホルダ３０の円筒部３１と、から構成され、封止手段も兼ねている。

また、本実施形態では、ホルダ取付面１１ｃのインボード側端部に形成されるテーパー面１１ｉとセンサホルダ３０の円筒部３１及び鍔部３１ａとの間にＯリング２４が配置されている。これにより、キャップ２０の円筒部２１はＯリング２４により密閉されている。また、センサホルダ３０の円筒部３１は、キャップ２０の円筒部２１の一部として機能する。また、金属製であるセンサホルダ３０の円筒部３１の内径面に樹脂製であるキャップ２０の円筒部２１を嵌合させることにより、キャップ２０の円筒部２１が間接的に強化され、キャップ２０の剛性が高められている。なお、テーパー面１１ｉは、インボード側に向かうに従って拡径する面である。

以上説明したように、本実施形態のハブユニット軸受１０によれば、キャップ２０が樹脂製であるため、コスト増加を抑制することができる。また、キャップ２０の底板部２２に周方向で等間隔に複数のリブ２３が形成され、キャップ２０の円筒部２１がＯリング２４により密閉され、キャップ２０の外輪部材１１に対する軸方向移動を防止するキャップ移動防止手段（凸部２８、センサホルダ３０の円筒部３１）を備えるため、キャップ抜けや軸受内部への浸水を防止することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

また、本実施形態のハブユニット軸受１０によれば、キャップ２０とセンサホルダ３０が一体化されているため、１回の圧入でキャップ２０とセンサホルダ３０を外輪部材１１に取り付けることができ、これにより、圧入工程の省力化を図ることができる。

なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

１０ ハブユニット軸受
１０ａ 軸受内部空間
１１ 外輪部材
１１ａ 外輪軌道面
１１ｂ キャップ取付面
１１ｃ ホルダ取付面
１１ｄ 第１溝部
１１ｅ 第２溝部（キャップ移動防止手段）
１２ ハブ輪
１２ａ 内輪軌道面
１３ 内輪
１３ａ 内輪軌道面
１４ 玉（転動体）
１５ 保持器
１６ シール
１７ 磁気エンコーダ
１８ センサ
２０ キャップ
２１ 円筒部
２２ 底板部
２３ リブ
２４ Ｏリング
２６ 爪部（キャップ移動防止手段）
２７ フランジ部
２８ 凸部（キャップ移動防止手段）
３０ センサホルダ
３１ 円筒部（キャップ移動防止手段）
３２ 底板部
４０ 円環部材（キャップ移動防止手段）

Claims (4)

1. 外輪部材と、複数の転動体を介して前記外輪部材に対して回転可能に設けられる内輪部材と、前記外輪部材と前記内輪部材との間の軸受内部空間のアウトボード側を塞ぐシールと、前記軸受内部空間のインボード側を塞ぐ非磁性のキャップと、前記キャップよりも前記軸受内部空間側において前記内輪部材に取り付けられる磁気エンコーダと、を備えるハブユニット軸受であって、
   前記キャップは、樹脂製であり、前記外輪部材の内径面に嵌合される円筒部と、前記円筒部のインボード側端部の開口を閉塞する底板部と、を有し、
   前記底板部には、周方向で等間隔に複数のリブが形成され、
   前記円筒部は、Ｏリングにより密閉され、
   前記キャップの前記外輪部材に対する軸方向移動を防止するキャップ移動防止手段を更に備えることを特徴とするハブユニット軸受。
2. 前記キャップ移動防止手段は、前記外輪部材の内径面に形成される溝部と、前記キャップの前記円筒部に形成され、前記溝部と係止可能な爪部と、から構成されることを特徴とする請求項１に記載のハブユニット軸受。
3. 前記キャップ移動防止手段は、前記キャップの前記円筒部の外径面に取り付けられ、前記外輪部材の内径面に嵌合される円環部材であることを特徴とする請求項１に記載のハブユニット軸受。
4. 前記外輪部材の内径面に嵌合される金属板製のセンサホルダを更に備え、
   前記キャップ移動防止手段は、前記キャップの前記円筒部のアウトボード側端部に形成される凸部と、前記外輪部材の内径面に嵌合され、前記凸部のインボード側端面に接触する前記センサホルダの円筒部と、から構成されることを特徴とする請求項１に記載のハブユニット軸受。

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