JP2021146926A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のセンサを有しながらも、その組み付け工数の増大を抑制することが可能な車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】車輪用軸受装置１においてパルサリング６の回転を検出する回転検出部１０は、第１の回転センサ７及び第２の回転センサ８を有する。第１の回転センサ７は、第１の検出素子７０と第１の保持部材７１とを有し、第２の回転センサ８は、第２の検出素子８０と第２の保持部材８１とを有する。第１の保持部材７１は、第１の検出素子７０を保持する第１の保持部７１２と、第１の挿通孔７１０が形成された第１の固定片７１３とを有し、第２の保持部材８１は、第２の検出素子８０を保持する第２の保持部８１２と、第２の挿通孔８１０が形成された第２の固定片８１３とを有する。第１及び第２の固定片７１３，８１３は、第１の挿通孔７１０と第２の挿通孔８１０とが連通するように重ねられて、単一のボルト９によって外方部材３に固定される。【選択図】図４

Description

本発明は、車輪用軸受装置に関する。

従来、車両において車輪を回転可能に支持する車輪用軸受装置には、車輪の回転速度を検出する回転センサが設けられている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の車輪用軸受装置（センサ付き軸受ユニット）は、車輪が取り付けられるハブフランジを有するハブの外周にロータエンコーダが取り付けられており、懸架装置のナックルに固定される静止輪には、ロータエンコーダに対向して配置されたセンサが取り付けられている。ロータエンコーダは、歯車状の磁性体、もしくは周方向に所定間隔で貫通孔が形成された環状磁性体、あるいはＮ極及びＳ極が周方向に沿って交互に所定間隔で着磁させた多極磁石であり、センサは、磁束密度の変化を検知する磁気センサ、あるいは照射光に対する反射光を検知する光学センサである。また、特許文献１には、ハブの回転方向に沿って二つ以上のセンサを設けてもよいことが記載されている。

特開２００８−１１５９８３号公報

センサを複数設けて多重化すれば、信頼性の向上には寄与するが、複数のセンサをそれぞれ例えばボルトによって固定しなければならず、組み付け作業の工数が嵩んでしまう。そこで、本発明は、複数のセンサを有しながらも、その組み付け工数の増大を抑制することが可能な車輪用軸受装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するため、車輪が取り付けられる車輪取付フランジが設けられると共に外周に内側軌道面を有する内方部材と、前記内側軌道面と向かい合う外側軌道面を内周に有する筒状の外方部材と、前記内側軌道面及び前記外側軌道面を転動する複数の転動体と、前記内方部材と一体に回転する環状の被検出体と、前記外方部材に対する前記被検出体の回転を検出する回転検出部とを備え、前記回転検出部は、第１の回転センサ及び第２の回転センサを有し、前記第１の回転センサは、前記被検出体の回転速度に応じた検出信号を出力する第１の検出素子と、前記第１の検出素子を保持する第１の保持部材とを有し、前記第２の回転センサは、前記被検出体の回転速度に応じた検出信号を出力する第２の検出素子と、前記第２の検出素子を保持する第２の保持部材とを有し、前記第１の保持部材は、前記第１の検出素子を保持する第１の保持部と、第１の挿通孔が形成された第１の固定片とを有し、前記第２の保持部材は、前記第２の検出素子を保持する第２の保持部と、第２の挿通孔が形成された第２の固定片とを有し、前記第１及び第２の固定片は、前記第１の挿通孔と前記第２の挿通孔とが連通するように重ねられ、前記第１及び第２の挿通孔に挿通された締結部材によって前記外方部材に固定されている、車輪用軸受装置を提供する。

本発明に係る車輪用軸受装置によれば、複数のセンサを有しながらも、その組み付け工数の増大を抑制することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る車輪用軸受装置をその周辺部と共に軸方向断面で示す断面図である。 車輪用軸受装置を車体側から軸方向に見た外観図である。 車輪用軸受装置の第１及び第２の回転センサを示す斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、第１及び第２の回転センサの組み付け前後の状態を示す説明図である。 第２の実施の形態に係る第１の回転センサ及び第２の回転センサを示す斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、第２の実施の形態に係る回転検出部における第１及び第２の回転センサの組み付け前後の状態を示す説明図である。

［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

（車輪用軸受装置の全体構成）
図１は、車両に搭載された本発明の第１の実施の形態に係る車輪用軸受装置を、その周辺部と共に回転軸線Ｏを含む軸方向断面で示す断面図である。図２は、車輪用軸受装置を車体側から軸方向に見た外観図である。図３は、車輪用軸受装置の第１及び第２の回転センサを示す斜視図である。図４（ａ）及び（ｂ）は、第１及び第２の回転センサの組み付け前後の状態を示す説明図である。

この車輪用軸受装置１は、車両の懸架装置を構成するナックル１１に対して、車輪１２をブレーキロータ１３と共に回転可能に支持する。図１では、車輪１２のホイール１２１及びブレーキロータ１３の一部を示している。以下、車輪用軸受装置１において、車輪１２が取り付けられる側（図１の左側）を車両アウタ側といい、その反対側（図１の右側）を車両インナ側という。また、回転軸線Ｏに平行な方向を軸方向という。

車輪用軸受装置１は、ハブ２０ならびに第１及び第２の内輪２１，２２からなる内方部材２と、車体側部材であるナックル１１に固定される筒状の外方部材３と、内方部材２と外方部材３との間に複列に配置された複数の第１の転動体４１及び複数の第２の転動体４２と、複数の第１の転動体４１を保持する第１の保持器５１と、複数の第２の転動体４２を保持する第２の保持器５２と、複数の第１及び第２の転動体４１，４２が収容された内方部材２と外方部材３との間の環状空間１００を密封する第１及び第２の密封装置５３，５４と、内方部材２と一体に回転する環状の被検出体としてのパルサリング６と、パルサリング６と径方向に対向するように外方部材３に取り付けられた第１及び第２の回転センサ７，８を有し、外方部材３に対するパルサリング６の回転を検出する回転検出部１０とを備えている。図１では、第１及び第２の回転センサ７，８のうち第１の回転センサ７を図示している。

内方部材２は、外方部材３に対して回転軸線Ｏを中心として車輪１２及びブレーキロータ１３と共に回転する。ハブ２０は、外方部材３の内側に配置される基体２０１と、車輪１２及びブレーキロータ１３を相対回転不能に固定するための車輪取付フランジ２０２とを一体に有している。車輪取付フランジ２０２は、外方部材３よりも車両アウタ側で基体２０１から径方向外方に張り出している。

車輪取付フランジ２０２には、複数のハブボルト１４がそれぞれ圧入される複数の貫通孔２０２ａが設けられている。ハブボルト１４は、頭部１４１と軸部１４２とを有し、軸部１４２の先端部にハブナット１５が螺合している。車輪１２のホイール１２１には、ハブボルト１４の軸部１４２が挿通される挿通孔１２１ａが設けられている。車輪１２は、ハブナット１５がハブボルト１４に螺合することにより、車輪取付フランジ２０２に固定される。

ハブ２０の基体２０１の外周には、第１及び第２の内輪２１，２２が軸方向に並んで配置されている。第１の内輪２１は、第２の内輪２２よりも車輪取付フランジ２０２側に配置され、車両アウタ側の端部が基体２０１に形成された段差面２０１ａに当接している。ハブ２０は、第２の内輪２２から車両インナ側突出した端部が外方に押し広げられて加締め部２０３となっている。加締め部２０３は、段差面２０１ａとの間に第１及び第２の内輪２１，２２を加締め固定している。

第１の内輪２１の外周には、第１の内輪軌道面２１ａが形成されている。第２の内輪２２の外周には、第２の内輪軌道面２２ａが形成されている。外方部材３の内周には、第１の内輪軌道面２１ａと向かい合う第１の外輪軌道面３１ａ、及び第２の内輪軌道面２２ａと向かい合う第２の外輪軌道面３１ｂが形成されている。第１の転動体４１は、第１の内輪軌道面２１ａ及び第１の外輪軌道面３１ａを転動する。第２の転動体４２は、第２の内輪軌道面２２ａ及び第２の外輪軌道面３１ｂを転動する。

本実施の形態では、第１及び第２の転動体４１，４２が円錐ころであり、第１及び第２の内輪軌道面２１ａ，２２ａならびに第１及び第２の外輪軌道面３１ａ，３１ｂがテーパ状に形成されている。ただし、第１及び第２の転動体４１，４２として球状のものを用いてもよい。この場合には、第１及び第２の内輪軌道面２１ａ，２２ａならびに第１及び第２の外輪軌道面３１ａ，３１ｂが断面円弧状に形成される。また、第１の内輪２１を省略し、第１の内輪軌道面２１ａをハブ２０の外周に形成してもよい。

外方部材３は、第１及び第２の外輪軌道面３１ａ，３１ｂが形成された筒部３１と、筒部３１から径方向外方に突出して設けられたフランジ３２と、第１及び第２の回転センサ７，８を締結部材としてのボルト９によって取り付けるための取付部３３とを一体に有している。ボルト９は、図４（ｂ）に示すように、雄ねじが形成された軸部９１と、軸部９１よりも大径の頭部９２とを有している。

フランジ３２は、図２に示すように、外方部材３の周方向の４箇所において筒部３１から径方向外方に突出しており、この突出した部分のそれぞれにボルト挿通孔３２ａが形成されている。外方部材３は、ボルト挿通孔３２ａに挿通されたナックルボルト１６がナックル１１に螺合することで、ナックル１１に固定されている。

パルサリング６は、複数の第１の転動体４１と第２の転動体４２との間に配置され、第１の内輪２１の外周に形成された嵌合面２１ｂに嵌合されている。本実施の形態では、パルサリング６が鉄等の軟磁性体からなり、円環状に形成された基部６１と、基部６１から外方部材３に向かって径方向外方に突出した複数の凸部６２とを一体に有している。本実施の形態では、凸部６２の外周面６２ａが、車両インナ側ほど外径が大きくなるように内方部材２の径方向に対して傾斜した傾斜面であるが、凸部６２の外周面６２ａが内方部材２の径方向に対して垂直であってもよい。なお、パルサリング６として、Ｎ極及びＳ極が周方向に沿って交互に所定間隔で着磁させた多極磁石を用いてもよい。

第１の回転センサ７は、パルサリング６の回転速度に応じた検出信号を出力する第１の検出素子７０と、第１の検出素子７０を保持する第１の保持部材７１と、第１の検出素子７０の検出信号を伝送する第１の電線７２とを有している。同様に、第２の回転センサ８は、パルサリング６の回転速度に応じた検出信号を出力する第２の検出素子８０と、第２の検出素子８０を保持する第２の保持部材８１と、第２の検出素子８０の検出信号を伝送する第２の電線８２とを有している。

第１及び第２の検出素子７０，８０は、パルサリング６の回転にともなう磁界強度の変化を検出する素子であり、例えばＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）やホール素子である。パルサリング６は、図略の磁石によって磁化され、第１及び第２の検出素子７０，８０は、凸部６２と接近及び離間に応じて変化する磁界の強度を検出し、それぞれの検出信号を図略の制御装置に第１及び第２の電線７２，８２を介して出力する。この検出信号は、パルサリング６の回転速度、すなわち車輪速に応じた周期のパルス状の信号である。

制御装置は、通常時には例えば第１の検出素子７０の検出信号によってブレーキ装置等の車載装置を制御し、第１の検出素子７０が故障した際には、第２の検出素子８０の検出信号によってブレーキ装置等の車載装置を制御する。第１の検出素子７０に故障が発生したことは、例えば第１の検出素子７０の検出信号と第２の検出素子８０の検出信号との比較によって検知することができる。

第１の保持部材７１は、例えば射出成型された樹脂からなり、直方体状の第１の胴部７１１と、第１の検出素子７０を保持する第１の保持部７１２と、外方部材３への固定のための第１の固定片７１３と、第１の電線７２を導出する第１の導出部７１４とを一体に有している。第１の保持部７１２、第１の固定片７１３、及び第１の導出部７１４は、第１の胴部７１１からそれぞれ異なる方向に突出している。第１の保持部７１２は、円柱状であり、その先端部に第１の検出素子７０が保持されている。第１の固定片７１３は、第１の胴部７１１の長手方向の一端部から第１の胴部７１１の長手方向に沿って突出すると共に、ボルト９の軸部９１を挿通させる第１の挿通孔７１０が形成された平板状である。

同様に、第２の保持部材８１は、例えば射出成型された樹脂からなり、直方体状の第２の胴部８１１と、第２の検出素子８０を保持する第２の保持部８１２と、外方部材３への固定のための第２の固定片８１３と、第２の電線８２を導出する第２の導出部８１４とを一体に有している。第２の保持部８１２、第２の固定片８１３、及び第２の導出部８１４は、第２の胴部８１１からそれぞれ異なる方向に突出している。第２の保持部８１２は、円柱状であり、その先端部に第２の検出素子８０が保持されている。第２の固定片８１３は、第２の胴部８１１の長手方向の一端部から第２の胴部８１１の長手方向に沿って突出すると共に、ボルト９の軸部９１を挿通させる第２の挿通孔８１０が形成された平板状である。

外方部材３の取付部３３には、その内外周面間を貫通する第１の貫通孔３０１及び第２の貫通孔３０２が周方向に沿って離間した位置に形成されると共に、ボルト９が螺合するねじ穴３０３が形成されている。本実施の形態では、第１の貫通孔３０１と第２の貫通孔３０２との間にねじ穴３０３が形成されている。外方部材３の軸方向視において、第１の貫通孔３０１、第２の貫通孔３０２、及びねじ穴３０３は、回転軸線Ｏに対して垂直な方向に延在している。図４（ａ）及び（ｂ）では、外方部材３を第１の貫通孔３０１及び第２の貫通孔３０２に沿った断面で示している。

また、取付部３３における外方部材３の外周面３３ａは、例えば旋削によって平坦面に形成されており、この外周面３３ａに第１の貫通孔３０１、第２の貫通孔３０２、及びねじ穴３０３が開口している。ねじ穴３０３は、外周面３３ａに対して垂直に形成され、第１の貫通孔３０１及び第２の貫通孔３０２は、外周面３３ａに対して傾斜して形成されている。

第１の保持部材７１の第１の固定片７１３と、第２の保持部材８１の第２の固定片８１３とは、第１の挿通孔７１０と第２の挿通孔８１０とが連通するように重ねられ、第１及び第２の挿通孔７１０，８１０に軸部９１が挿通されたボルト９によって外方部材３に固定されている。第１の固定片７１３は、取付部３３の外周面３３ａに当接して位置決めされ、第２の固定片８１３は、第１の固定片７１３に当接して位置決めされている。ボルト９の頭部９２は、第２の固定片８１３に当接し、ボルト９の頭部９２と取付部３３の外周面３３ａとの間に第１の固定片７１３及び第２の固定片８１３が挟まれている。

第１の貫通孔３０１には、第１の保持部材７１の第１の保持部７１２が挿通され、第２の貫通孔３０２には、第２の保持部材８１の第２の保持部８１２が挿通されている。第１の保持部７１２の外周には、環状の弾性体からなるＯリング７３が取り付けられ、このＯリング７３によって第１の保持部７１２の外周面と第１の貫通孔３０１の内周面との間が封止されている。また、第２の保持部８１２の外周には、Ｏリング８３が取り付けられ、このＯリング８３によって第２の保持部８１２の外周面と第２の貫通孔３０２の内周面との間が封止されている。

第１の保持部７１２は、その先端部が第１の貫通孔３０１からパルサリング６側に突出しており、この突出した部分に第１の検出素子７０が保持されている。また、第２の保持部８１２は、その先端部が第２の貫通孔３０２からパルサリング６側に突出しており、この突出した部分に第２の検出素子８０が保持されている。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、第１の回転センサ７及び第２の回転センサ８を単一のボルト９によって外方部材３に固定することができる。これにより、例えば第１の回転センサ７及び第２の回転センサ８をそれぞれ別のボルトによって外方部材３に固定する場合に比較して、車輪用軸受装置１の組み立て工数を削減することが可能となる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について図５及び図６を参照して説明する。図５は、第２の実施の形態に係る第１の回転センサ７Ａ及び第２の回転センサ８Ａを示す斜視図である。図６（ａ）及び（ｂ）は、外方部材３に対するパルサリング６の回転を検出する回転検出部１０Ａにおける第１及び第２の回転センサ７Ａ，８Ａの組み付け前後の状態を示す説明図である。

第１の実施の形態では、取付部３３における外方部材３の外周面３３ａが単一の平坦面である場合について説明したが、本実施の形態では、取付部３３における外方部材３の外周面に、第１の貫通孔３０１が開口する第１の平坦面３３ｂと、第２の貫通孔３０２が開口する第２の平坦面３３ｃと、ねじ穴３０３が開口する第３の平坦面３３ｄとが形成されている。第１の平坦面３３ｂ、第２の平坦面３３ｃ、及び第３の平坦面３３ｄは、それぞれ例えば旋削によって形成されている。

第１の貫通孔３０１は、第１の平坦面３３ｂに対して垂直に形成され、第２の貫通孔３０２は、第２の平坦面３３ｃに対して垂直に形成されている。また、ねじ穴３０３は、第３の平坦面３３ｄに対して垂直に形成されている。第３の平坦面３３ｄは、第１の平坦面３３ｂと第２の平坦面３３ｃとの間に形成され、第１の平坦面３３ｂ及び第２の平坦面３３ｃは、第３の平坦面３３ｄに対して鈍角をもって傾斜している。

また、第１の実施の形態では、第１の保持部材７１の第１の固定片７１３が、第１の胴部７１１の長手方向の一端部から同長手方向に沿って突出し、第２の保持部材８１の第２の固定片８１３が、第２の胴部８１１の長手方向の一端部から同長手方向に沿って突出した場合について説明したが、本実施の形態では、第１の保持部材７１の第１の固定片７１３が、第１の胴部７１１の長手方向の一端部から同長手方向に対して傾斜した方向に沿って突出し、第２の保持部材８１の第２の固定片８１３が、第２の胴部８１１の長手方向の一端部から同長手方向に対して傾斜した方向に沿って突出している。

その他の構成については第１の実施の形態と共通であるので、図５及び図６における各構成要素のうち、第１の実施の形態において説明したものに対応する部材等については、図３及び図４に付したものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。

この第２の実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様に、第１の回転センサ７Ａ及び第２の回転センサ８Ａを単一のボルト９によって外方部材３に固定することができ、車輪用軸受装置１の組み立て工数を削減することが可能となる。また、第１の貫通孔３０１が第１の平坦面３３ｂに対して垂直に形成され、第２の貫通孔３０２が第２の平坦面３３ｃに対して垂直に形成されているので、第１の貫通孔３０１及び第２の貫通孔３０２を容易に高精度に形成することができる。

（付記）
以上、本発明を第１及び第２の実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、一部の構成を省略し、あるいは構成を追加もしくは置換して、適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記の実施の形態では、第１の回転センサ７，７Ａ及び第２の回転センサ８，８Ａによって、被検出体としてのパルサリング６の回転を磁気的に検出する場合について説明したが、これに限らず、例えば照射光に対する反射光を検知することで被検出体の回転を光学的に検出してもよい。この場合、第１及び第２の回転センサとしては、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ等の光検出素子が用いられる。

１…車輪用軸受装置 １０，１０Ａ…回転検出部
１２…車輪 ２…内方部材
２０２…車輪取付フランジ ２１ａ…第１の内輪軌道面
２２ａ…第２の内輪軌道面 ３…外方部材
３０１…第１の貫通孔 ３０２…第２の貫通孔
３０３…ねじ穴 ３１ａ…第１の外輪軌道面
３１ｂ…第２の外輪軌道面 ３３…取付部
３３ａ…外周面 ３３ｂ…第１の平坦面
３３ｃ…第２の平坦面 ３３ｄ…第３の平坦面
４１…第１の転動体 ４２…第２の転動体
６…パルサリング（被検出体） ７，７Ａ…第１の回転センサ
７０…第１の検出素子 ７１…第１の保持部材
７１０…第１の挿通孔 ７１２…第１の保持部
７１３…第１の固定片 ８，８Ａ…第２の回転センサ
８０…第２の検出素子 ８１…第２の保持部材
８１０…第２の挿通孔 ８１２…第２の保持部
８１３…第２の固定片 ９…ボルト（締結部材）

Claims (4)

1. 車輪が取り付けられる車輪取付フランジが設けられると共に外周に内側軌道面を有する内方部材と、前記内側軌道面と向かい合う外側軌道面を内周に有する筒状の外方部材と、前記内側軌道面及び前記外側軌道面を転動する複数の転動体と、前記内方部材と一体に回転する環状の被検出体と、前記外方部材に対する前記被検出体の回転を検出する回転検出部とを備え、
   前記回転検出部は、第１の回転センサ及び第２の回転センサを有し、
   前記第１の回転センサは、前記被検出体の回転速度に応じた検出信号を出力する第１の検出素子と、前記第１の検出素子を保持する第１の保持部材とを有し、
   前記第２の回転センサは、前記被検出体の回転速度に応じた検出信号を出力する第２の検出素子と、前記第２の検出素子を保持する第２の保持部材とを有し、
   前記第１の保持部材は、前記第１の検出素子を保持する第１の保持部と、第１の挿通孔が形成された第１の固定片とを有し、
   前記第２の保持部材は、前記第２の検出素子を保持する第２の保持部と、第２の挿通孔が形成された第２の固定片とを有し、
   前記第１及び第２の固定片は、前記第１の挿通孔と前記第２の挿通孔とが連通するように重ねられ、前記第１及び第２の挿通孔に挿通された締結部材によって前記外方部材に固定されている、
   車輪用軸受装置。
2. 前記締結部材は、雄ねじが形成された軸部と、軸部よりも大径の頭部とを有し、
   前記外方部材には、その内外周面間を貫通する第１及び第２の貫通孔が周方向に沿って離間した位置に形成されると共に、前記締結部材が螺合するねじ穴が形成されており、
   前記第１の貫通孔に前記第１の保持部材の前記第１の保持部が挿通され、
   前記第２の貫通孔に前記第２の保持部材の前記第２の保持部が挿通され、
   前記第１及び第２の固定片のうち、一方の固定片が前記外方部材の外周面に当接して位置決めされ、他方の固定片が前記一方の固定片に当接して位置決めされている、
   請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記外方部材の外周面は、その一部が平坦面に形成され、
   前記平坦面に前記第１及び第２の貫通孔ならびに前記ねじ穴が開口している、
   請求項２に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記外方部材の外周面に、前記第１の貫通孔が開口する第１の平坦面と、前記第２の貫通孔が開口する第２の平坦面と、前記ねじ穴が開口する第３の平坦面とが形成され、
   前記第１及び第２の貫通孔ならびに前記ねじ穴が前記外方部材の径方向に延在すると共に、前記第１の貫通孔が前記第１の平坦面に対して、前記第２の貫通孔が前記第２の平坦面に対して、また前記ねじ穴が前記第３の平坦面に対して、それぞれ垂直に形成されている、
   請求項２に記載の車輪用軸受装置。

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