JP4813889B2 - 従動輪用ハブユニット - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両の従動輪に用いられるハブユニットに関するものである。

ハブユニットは、サスペンションによって支持されるハウジングに対して、車輪が装着されるハブを回転可能に支持するものであって、通常複列の転がり軸受を組み合わせたユニット軸受を備えている。
また、ハブユニットは、ＡＢＳ等の制御に用いる車速センサを組み込んだものが知られている。このような車速センサとして、多極に着磁された磁気エンコーダシールを用いたアクティブ式のものが知られている。磁気エンコーダシールは、車幅方向内側に面した状態でハブ内輪側に固定されており、この磁気エンコーダシールの磁気を検出する速度センサは、その検出部が磁気エンコーダシールに対して対向した状態でハブユニットの外径側から挿入される。

上述した速度センサを有するハブユニットは、ハウジングの車幅方向内側の開口部から磁気エンコーダシール側に泥水や小石等が入り込むことを防止するため、ラビリンスを設けることが提案されている。このようなラビリンスは、ドライブシャフトが挿入される駆動輪用のハブユニットにおいては、ハウジングの内径側と、ドライブシャフトの外径側との間に形成される（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３１６５０８号公報

しかし、従動輪（非駆動輪）用のハブユニットは、ドライブシャフトが設けられていないため、上述した構成のラビリンスを設けることができない。
これに対し、従動輪用ハブユニットは、ハウジングの開口を、板金製や樹脂製のダストカバーによって閉塞する等、ラビリンス以外の手段によって異物の侵入を防止することも考えられるが、この場合、ハウジング、車速センサ、外輪、オイルシール、ダストカバー等の構成部品を駆動輪用とは異なった専用設計にする必要が生じ、開発工数及び開発コストがかかり、部品の種類や仕様の数が増加して製品コストも増加する。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、エンコーダ及び車速センサを保護しかつ駆動輪用ハブユニットとの部品共通化を図ることができる従動輪用ハブユニットを提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、車輪が装着されるハブと、前記ハブに対して固定され、外周面部に軌道面が形成された内輪と、懸架装置に支持されたハウジングに固定され、内周面部に軌道面が形成された外輪と、前記内輪の軌道面と前記外輪の軌道面との間に配置された転動体と、前記内輪に対して固定され、車幅方向内側に向いて配置されたエンコーダと、前記内輪に対して固定され、前記エンコーダに対して車速センサの検知部が収容される間隔を隔てて対向しかつ外周縁部が前記外輪又は前記ハウジングの内周面に隣接して配置された環状のバッフル部とを備え、前記エンコーダは、前記内輪と前記外輪との間に設けられるオイルシールのスリンガに固定された磁気エンコーダシールを有し、前記転動体は、前記車輪の車軸方向に離間して複列配置され、少なくとも一列の前記転動体は、前記外輪の軌道面と、前記ハブの外周面に一体的に形成された軌道面との間に配置され、前記内輪は、前記ハブの車幅方向内側の端部を揺動加締することによって前記ハブに固定され、前記バッフル部は、前記ハブの内径側に挿入される筒状部と一体に形成されることを特徴とする従動輪用ハブユニットである。

本発明によれば、内輪側に固定され、外周縁部が外輪又はハウジングの内周面と隣接して配置された環状のバッフル部を設けることによって、バッフル部と外輪又はハウジングとの間でラビリンスが形成され、エンコーダ及び車速センサ側に泥水や小石等が入ることを防止できる。
また、バッフル部を駆動輪のハブユニットに挿入されるドライブシャフトの外周面におけるラビリンス形成箇所と実質的に同等の形状にすることによって、外輪、ハウジング等の構成部品を駆動輪用のハブユニットと共通化することができる。

本発明は、エンコーダ及び車速センサを保護しかつ駆動輪用ハブユニットとの部品共通化を図ることができる従動輪用ハブユニットを提供するという課題を、エンコーダシールに対向して配置されるリングプレート状のバッフルプレートを内輪側に固定し、車速センサの検出部を、ハブユニットの外径側からエンコーダシールとバッフルプレートとの間隔に挿入することによって解決する。

図１は、本発明を適用した従動輪用ハブユニットの実施例１の断面図である。
従動輪用ハブユニット１は、例えば前輪駆動の乗用車の後輪用として用いられるものであって、ハブ１０、内輪２０、外輪３０、ハウジング４０、外側オイルシール５０、内側オイルシール６０、バッフルプレート７０、車速センサ８０を備えている。

ハブ１０は、図示しない車輪が固定され、この車輪の回転とともに車軸回りに回転する円柱状の部材であって、フランジ１１、凹部１２、加締部１３、軌道面１４が形成されている。
フランジ１１は、ハブ１０の車幅方向外側の端部における外周面からつば状に張り出して一体に形成されている。フランジ１１は、その車幅方向内側から、車輪の固定に用いられるハブボルト１５が挿入されている。
凹部１２は、ハブ１０の車幅方向内側の端面を凹ませて形成され、車軸方向から見て車軸と同心の円形に形成されている。ここで、本明細書において車軸とは、外輪３０に対するハブ１０の回転軸を指すものとし、仮にトー角、キャンバー角、舵角が全て０の場合は、その方向は車幅方向と同じとなる。
加締部１３は、ハブ１０の車幅方向内側の端部における凹部１２の開口縁部を、揺動加締によって外径側に塑性変形させた部分であって、内輪２０をハブ１０に対して固定するものである。
軌道面１４は、ハブ１０のフランジ部１１よりも車幅方向内側における外周面部に形成され、転動体として組み込まれる鋼球であって図示しない保持器によって保持されたボールＢを案内するものである。
ここで、従動輪用ハブユニット１は、複列のアンギュラ玉軸受を構成するものであって、ハブ１０の軌道面１４は、車幅方向外側の列のボールＢを案内するものである。

内輪２０は、車幅方向内側の列のボールＢを案内する軌道面２１を備え、ハブ１０の車幅方向内側の端部がその内径側に挿入されている。ハブ１０の外周面部は、内輪２０が挿入される領域においては段状に外径を小さく形成され、これによって、ハブ１０の軌道面１４と内輪２０の軌道面２１とは、車軸と直交する平面に対して実質的に対称に形成され、軌道面１４と軌道面２１との中間の領域は、略一定の外径を有する平滑な円周面として形成されている。
内輪２０は、その車幅方向内側の端面を、ハブ１０の加締部１３によって押圧することによって、ハブ１０に対して固定されている。
また、内輪２０は、車幅方向内側の端部における外周面の外径を段状に小さく形成したバッフルプレート装着部２２が形成されている。

外輪３０は、ハブ１０及び内輪２０がその内径側に挿入される円筒状の部材であって、その内周面部に車幅方向外側及び内側のボールＢをそれぞれ案内する軌道面３１，３２が形成され、ハブ１０及び内輪２０を車軸回りに回転可能に支持するものである。
外輪３０は、その車軸方向における両端部の内径を段状に拡大して形成され、外側オイルシール５０及び内側オイルシール６０は、この段状部内に配置される。

ハウジング４０は、図示しないサスペンションアームによって車体に対して支持されるとともに、外輪３０が固定される部材であって、外輪３０の車幅方向内側の端部が挿入される開口４１が形成されている。
またハウジング４０は、車速センサが装着される貫通孔４２が形成されている。この貫通孔４２は、ハウジング４０の上部における外表面から外輪３０が挿入される開口４１の内周面にかけて、略鉛直方向に貫通して形成され、後述する車速センサ８０を、車軸に対して略直交する方向に挿入できるようになっている。

外側オイルシール５０は、外輪３０の車幅方向外側の端部における内周面と、これと対向するハブ１０の外周面との間に配置されている。
内側オイルシール６０は、外輪３０の車幅方向内側の端部における内周面と、これと対向する内輪２０の外周面との間に配置されている。ここで、上述した内輪２０のバッフルプレート装着部２２は、内側オイルシールよりも車幅方向内側に設けられている。
外側オイルシール５０及び内側オイルシール６０は、軸受内部に封入されるグリース等の潤滑剤の外部への漏出、及び、軸受内部への外部からの水、ダスト、小石等の異物の侵入を防止するものであって、外輪３０側に固定された芯金付ゴムリップと、ハブ１０又は内輪２０側に固定されたスリンガとを備えている。ここで、内側オイルシール６０のスリンガは、内輪２０の外周面部が挿入される筒状部と、この筒状部と一体に形成され、筒状部の車幅方向内側の端部から外径側につば状に張り出して形成されたつば部とを備えている。
この内側オイルシール６０のスリンガは、つば部の車幅方向内側の面に、エンコーダシールＥが添付されている。エンコーダシールＥは、多極に着磁されかつシート状に形成された磁気エンコーダであって、車速センサ８０と協働してアクティブタイプのセンサを構成するものである。

バッフルプレート７０は、その内径側に内輪２０のバッフルプレート装着部２２が挿入され、圧入して固定される筒状部７１と、筒状部７１の車幅方向内側の端部における外周面から、外径側につば状に張り出して形成されたリングプレート状のバッフル部７２とを、例えば板金加工によって一体に形成したものである。
バッフルプレート７０のバッフル部７２は、その車幅方向外側の面が、エンコーダシールＥに対して、後述する車速センサ８０の検出部８１が収容される間隔を隔てて対向し、その外周縁部が、ハウジング４０の内周面部に対して、バッフルプレート７０の車軸回りの回転を許容するとともに例えば泥水や小石等の異物の通過を妨害する程度の微小な隙間を隔てて配置されている。

車速センサ８０は、柱状に形成された本体部の一方の端部に検出部８１が設けられたものであって、この検出部８１によってエンコーダシールＥの磁力を検出し、車両の走行時（ハブ１０の回転時）においては、検出する磁力の変化に応じてハブ１０の回転速度に応じた車速信号を出力するものである。
車速センサ８０は、ハウジング４０の貫通孔４２から挿入され、検出部８１が、ハウジング４０の開口４１の内周面から突出し、エンコーダシールＥとバッフルプレート７０のバッフル部７２との間に挟まれかつエンコーダシールＥに対向した状態でハウジング４０に対して固定される。

図２は、本発明の参考例である駆動輪用ハブユニットの断面図である。なお、この参考例及び後述する各実施例においては、実施例１と実質的に共通する部分については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
駆動輪用ハブユニット２は、例えば、４輪駆動（ＡＷＤ）の乗用車の後輪用として用いられるものであって、実施例１のハブ１０及び内輪２０に代えて、ハブ１１０及び内輪１２０を備える一方、バッフルプレート７０を省いたものであって、ハブ１１０の内径側にはドライブシャフト１９０が挿入されている。

ハブ１１０は、その内径側にドライブシャフト１９０の後述するスプライン軸１９２が挿入される貫通穴である開口１１７が形成されている。開口１１７の内周面は、このスプライン軸１９２の外周面に形成されたスプライン（セレーション）と噛合するスプラインが形成され、駆動力の伝達が行われるようになっている。また、ハブ１１０は、ハブ１０のような加締部１３は設けられておらず、その車幅方向内側の端面は、内輪１２０の車幅方向内側の端面よりも車幅方向外側にオフセットした位置に配置されている。

内輪１２０は、内輪２０におけるバッフルプレート装着部２２に相当する部分が設けられておらず、その車幅方向内側の端面は、車軸方向においてエンコーダシールＥと略同じ位置に配置されている。内輪１２０は、内輪２０のような揺動加締ではなく、ドライブシャフト１９０の後述する車輪側ジョイント部１９１とハブ１０との間に挟持されることによってハブ１０に固定されている。

ドライブシャフト１９０は、図示しないディファレンシャルギアから車輪に駆動力を伝達する回転軸であって、それぞれ車軸に対して同心に配置された等速ジョイント外輪１９１、スプライン軸１９２、ロックナット１９３、バッフル部１９４を備えている。
等速ジョイント外輪１９１は、ハブ１１０及び内輪１２０に対して車幅方向内側に配置され、その車幅方向外側の端面は、対向する内輪１２０の端面と当接している。
スプライン軸１９２は、等速ジョイント外輪１９１から車幅方向外側に突き出して形成され、ハブ１１０の開口１１７に挿入され、その先端部は開口１１７を貫通してハブ１１０の車幅方向外側に突き出して配置されている。このスプライン軸１９２の外周面部には、上述したように、開口１１７の内周面部のスプラインと噛合するスプラインが形成されている。
また、スプライン軸１９２は、その先端部に、図示しない雄ネジ部が形成されている。
ロックナット１９３は、スプライン軸１９２の先端部の雄ネジ部にネジ結合されるものであって、その締結力によってドライブシャフト１９０及び内輪１２０をハブ１１０に対して固定するものである。

バッフル部１９４は、等速ジョイント外輪１９１の内輪１２０と隣接する領域に設けられ、等速ジョイント外輪１９１に対して圧入されている。バッフル部１９４は、エンコーダシールＥに対して車軸方向に間隔を隔てて対向するとともに、その外周縁部は、等速ジョイント外輪１９１の外周面よりも外側につば状に張り出して形成されている。このバッフル部１９４の外周縁部は、ハウジング４０の内周面に対して微小な間隔を隔てて対向して配置されている。バッフル部１９４は、エンコーダシールＥに対する位置及び形状が、実施例１におけるバッフルプレート７０のバッフル部７２と実質的に同じに形成されている。
この参考例においては、車速センサ８０の検出部８１は、エンコーダシールＥとバッフル部１９４との間に配置される。

以上のように、実施例１によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）内輪２０に固定され、外周縁部がハウジング４０の内周面と隣接して配置されたバッフル部７２を設けることによって、ハウジング４０とバッフル部７２との間に、隙間が狭小ないわゆるラビリンス部が形成されるから、ドライブシャフトが挿入されない従動輪用のハブユニットであっても、エンコーダシールＥや車速センサ８０を泥水や小石等の異物から保護することができる。
（２）バッフル部７２のエンコーダシールＥに対する位置や形状を、駆動輪用ハブユニット２におけるドライブシャフト１９０に設けられたバッフル部１９４と実質的に同じとすることによって、例えば、外輪３０、ハウジング４０、外側オイルシール５０、内側オイルシール６０、車速センサ８０といった構成部品を、従動輪用ハブユニット１と駆動輪用ハブユニット２との間で共用化することができ、開発工数を低減するとともに部品の種類を削減することができる。
（３）ハブ１０の外周面の一部にボールＢを案内する軌道面を形成したいわゆる第３世代型のハブユニットとすることによって、その組立作業性を向上するとともに、コンパクト化及び高精度化を図ることができる。
（４）内輪２０をハブ１０に対して揺動加締によって固定しているから、例えばロックナット等の別部材を用いて固定する場合と比較して、コンパクト化、軽量化、部品点数の低減、信頼性の向上、予圧の安定化を図ることができる。

図３は、本発明を適用した従動輪用ハブユニットの実施例２の要部断面図である。
実施例２の従動輪用ハブユニット３は、実施例１の従動輪用ハブユニット１に対して、内輪２０及びバッフルプレート７０に代えて、以下説明する内輪２２０及びバッフルプレート２７０を設けたものである。
内輪２２０は、内輪２０におけるバッフルプレート装着部２２に相当する部分が設けられておらず、その車幅方向内側の端面は、車軸方向においてエンコーダシールＥと略同じ位置に配置されている。この内輪２２０は、実施例１の内輪２０と同様に、ハブ１０の端部に揺動加締を施して加締部１３を形成することによってハブ１０に対して固定されている。

バッフルプレート２７０は、ハブ１０の凹部１２の内径側に挿入され、圧入して固定される筒状部２７１と、筒状部２７１の車幅方向内側の端部における外周面から、外径側につば状に張り出して形成されたリングプレート状のバッフル部２７２とを、例えば板金加工によって一体に形成したものである。
バッフルプレート２７０のバッフル部２７２は、実施例１のバッフル部７２と同様に、その車幅方向外側の面が、エンコーダシールＥに対して、車速センサ８０の検出部８１が収容される間隔を隔てて対向し、その外周縁部が、ハウジング４０の内周面部に対して微小な隙間を隔てて配置されている。
以上説明した実施例２によれば、上述した実施例１と同様の効果に加えて、内輪２２０にバッフルプレート装着部を加工する必要がないから、内輪２２０の工作を簡素化することができ、また、内輪２２０を例えば参考例の駆動輪用ハブユニット２の内輪１２０と共用化することができる。

図４は、本発明を適用した従動輪用ハブユニットの実施例３の要部断面図である。図５は、図４のＶ部拡大図である。
実施例３の従動輪用ハブユニット４は、実施例２の内輪２２０と同様の内輪３２０を備え、内側オイルシール６０及びバッフルプレート７０に代えて、以下説明するバッフル一体型の内側オイルシール３６０を備えた点で実施例１と相違する。

図５に示すように、内側オイルシール３６０は、芯金付ゴムリップ３６１、バッフルプレート一体型のスリンガ３６２を備えている。
芯金付ゴムリップ３６１は、外輪３０の内周面部に固定され、内径側及び車幅方向内側に向けて突き出した複数のリップ部を備えている。
スリンガ３６２は、内輪３２０の外周面部に固定され、それぞれ車軸に対して略同心の環状に形成されたつば部３６３、外筒部３６４、内筒部３６５、突出筒部３６６、バッフル部３６７を一体化したものである。

つば部３６３は、リングプレート状に形成され、芯金付ゴムリップ３６１に対して車軸方向に対向して配置された部分であって、その車幅方向内側の面部にはエンコーダシールＥが添付される。
外筒部３６４は、つば部３６３の内周縁部から車幅方向外側に延在する筒状部であって、芯金付ゴムリップ３６１に対して内径側に配置された部分である。
内筒部３６５は、外筒部３６４の車幅方向外側の端部からその内径側に折り返して形成され、外筒部３６４の内径側に挿入された筒状部であって、その内径側に内輪３２０の外周面部が挿入され、固定される部分である。この内筒部３６５の車幅方向内側における端部は、内輪３２０の端面と略同じ位置に配置されている。

突出筒部３６６は、内筒部３６５の車幅方向内側における端部からさらに車幅方向内側に延長され、内輪３２０の端面から突き出して配置された筒状部である。この突出筒部３６６は、車速センサ８０の検出部８１と径方向において干渉することを防止するため、内筒部３６５よりも外径を小さく形成されている。
バッフル部３６７は、突出筒部３６６の車幅方向内側の端部から、その外径側につば状に張り出して形成されたリングプレート状の部分である。このバッフル部３６７は、実施例１におけるバッフルプレート７０のバッフル部７２と同様に、車幅方向外側の面が、エンコーダシールＥに対して、車速センサ８０の検出部８１が収容される間隔を隔てて対向し、その外周縁部が、ハウジング４０の内周面部に対して微小な隙間を隔てて配置されている。
以上説明した実施例３によれば、上述した実施例１と同様の効果に加えて、バッフル部３６７を内側オイルシール３６０のスリンガ３６２と一体に形成したから、部品点数が低減されるとともに、従動輪用ハブユニット４を組み立てる際の工程を簡素化することができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した各実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）従動輪用ハブユニットの構成は、上述した各実施例の構成に限定されず、適宜変更することができる。例えば、各実施例はボールを転動体とするアンギュラ玉軸受を備えるものであったが、これに限らず、例えば円すいころ軸受を備える構成としてもよい。
（２）各実施例の従動輪用ハブユニットは、ハブの外周面の一部に軌道面を形成したいわゆる第３世代のものであるが、本発明はこれに限らず、例えば軌道面を内輪及び外輪にのみ形成し、軌道面のないハブを内輪と結合して用いる前世代型の従動輪用ハブユニットにも適用することができる。
（３）各実施例のバッフル部は、例えば板金加工によって形成され、ハブ又は内輪に圧入して固定されているが、バッフル部の材質、製法やハブ又は内輪への固定方法は特に限定されず、適宜変更することができる。
（４）各実施例の従動輪用ハブユニットは、前輪駆動車の後輪用のものであったが、本発明はこれに限らず後輪駆動車の前輪用としても適用することができる。

本発明を適用した従動輪用ハブユニットの実施例１の断面図である。 本発明の参考例である駆動輪用ハブユニットの断面図である。 本発明を適用した従動輪用ハブユニットの実施例２の要部断面図である。 本発明を適用した従動輪用ハブユニットの実施例３の要部断面図である。 図４のＶ部拡大図である。

符号の説明

１ 従動輪用ハブユニット
１０ ハブ
２０ 内輪
３０ 外輪
４０ ハウジング
５０ 外側オイルシール
６０ 内側オイルシール
７０ バッフルプレート
７２ バッフル部
８０ 車速センサ
Ｂ ボール
Ｅ エンコーダシール

Claims (1)

1. 車輪が装着されるハブと、
   前記ハブに対して固定され、外周面部に軌道面が形成された内輪と、
   懸架装置に支持されたハウジングに固定され、内周面部に軌道面が形成された外輪と、
   前記内輪の軌道面と前記外輪の軌道面との間に配置された転動体と、
   前記内輪に対して固定され、車幅方向内側に向いて配置されたエンコーダと、
   前記内輪に対して固定され、前記エンコーダに対して車速センサの検知部が収容される間隔を隔てて対向しかつ外周縁部が前記外輪又は前記ハウジングの内周面に隣接して配置された環状のバッフル部とを備え、
   前記エンコーダは、前記内輪と前記外輪との間に設けられるオイルシールのスリンガに固定された磁気エンコーダシールを有し、
   前記転動体は、前記車輪の車軸方向に離間して複列配置され、
   少なくとも一列の前記転動体は、前記外輪の軌道面と、前記ハブの外周面に一体的に形成された軌道面との間に配置され、
   前記内輪は、前記ハブの車幅方向内側の端部を揺動加締することによって前記ハブに固定され、
   前記バッフル部は、前記ハブの内径側に挿入される筒状部と一体に形成されること
   を特徴とする従動輪用ハブユニット。
   

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