JP5240333B2 - ハブユニット - Google Patents

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Description

本発明は、パルサリングと磁気センサを備えたハブユニットに関する。
自動車のアンチロックブレーキシステムにおいては、車輪の軸受装置に、回転検出装置としてパルサリングと磁気センサとを備えたものがある。この回転検出装置の場合、通常、回転を検出される回転側にパルサリングが、回転を検出する固定側に磁気センサが取り付けられる。パルサリングと磁気センサは、軸方向あるいは径方向で対向配置されている。
このような回転検出装置におけるパルサリングの被検知面には、周方向交互にＳ極とＮ極とが着磁されて構成され、その回転に伴ない、磁気センサに対してその回転速度に対応して交互に異なる極性の磁力を発生する。そして、磁気センサは、その発生磁力に基づいて回転側における回転状態を検知できるようになっている。
上記従来のパルサリングは被検知面が外部に露呈しているので、その外表面に鉄粉等の磁性異物が付着することがある。特に、上記従来のパルサリングは、被検知面が着磁ゴム材であるため、磁性異物が付着するととれにくく、この磁性異物の付着量が多くなると、磁力が低下し、磁気センサによる検出精度が低下する傾向となる。
したがって、本発明は、パルサリングの被検知面に鉄粉等の磁性異物を付着しにくくし、磁気センサと共に回転検出装置として使用された場合、その回転検出精度を向上することを解決すべき課題とする。
本発明のハブユニットは、車輪が取り付けられる径方向外向きのフランジと中空の軸部とを備えているハブホイールと、前記軸部に圧入された転がり軸受と、前記転がり軸受の内輪側に取り付けられたパルサリングと、前記転がり軸受の外輪側に取り付けられて前記パルサリングに対向される磁気センサとからなるハブユニットであって、
前記磁気センサは、前記外輪の軸端外周部に圧入された円筒部と、前記内輪および外輪間の環状空間を閉塞する環状部とを備えた磁気センサ支持体の開口部に挿通されることにより取り付けられているとともに、前記パルサリングの被検知面に非磁性材が付着され、前記非磁性体の表面の摩擦係数が、前記被検知面の表面の摩擦係数よりも小に設定され、前記非磁性材の厚さが、前記パルサリングの磁力を弱くするとともに、前記磁気センサの検知精度に影響を与えないように設定している、ことを特徴とする。
この非磁性材は、膜状であっても板状であってもよい。
本発明の請求項１に係るハブユニットによれば、被検知面の外表面に、非磁性材が付着されているので、非磁性材の厚み分だけ磁性異物を吸着する磁力は弱くなる。そのため、磁性異物が付着しにくくなる。仮に磁性異物が付着しても、その吸着力は弱くなっているので、回転体の遠心力を受けることで磁性異物はパルサリングから剥がれやすくなる。さらに、本発明の場合、非磁性材の表面の摩擦係数が、前記被検知面の表面の摩擦係数よりも小に設定されているので、磁性異物が付着する表面は滑りやすくなる。その上、非磁性材の厚み分だけ磁力による吸着力は弱くなっているので、さらに磁性異物は付着しにくくなる。仮に磁性異物が付着しても磁性異物はより一層剥がれやすくなる。
本発明の請求項２に係るハブユニットの場合、前記パルサリングの磁極が、磁性粉を分散混入したゴム材を磁化することにより得られるものであって、回転体の遠心力を受けることで磁性異物はパルサリングから剥がれやすくなる。
以上のように、請求項１の発明によれば、パルサリングの表面に対して所要の厚さの非磁性材が設けられているから、その厚みの分だけ磁性異物に対するパルサリングからの磁力による吸着力は弱くなる。そのため、パルサリングに磁性異物は付着しにくくなり、仮に付着しても吸着力は弱くなっているので、回転体の遠心力を受けることで磁性異物は剥がれやすくなる。さらに、非磁性材の表面の摩擦係数が、パルサリングの被検知面の表面の摩擦係数よりも小さいので、非磁性材の表面はパルサリングの被検知面の表面よりも滑りやすくなる。その上、非磁性材の厚み分だけ磁力による吸着力は弱くなっているので、さらに磁性異物は付着しにくくなる。仮に磁性異物が付着しても磁性異物はより一層剥がれやすくなる。よって、磁性異物の付着を防止して、ハブユニットにおける回転検出装置の性能を向上させる。
請求項２の発明によれば、パルサリングが磁性粉を分散混入したゴム材を磁化したものであっても、上記同様、回転体の遠心力を受けることで磁性異物はパルサリングから剥されやすくなる。
本発明の実施形態に係るハブユニットの縦断面図 図１の要部を拡大して示す断面図 図１の要部を拡大して示す分解斜視図 図１の要部の作用説明に供する断面図 本発明の他の実施形態に係るハブユニットの要部を拡大して示す断面図 本発明のさらに他の実施形態に係るハブユニットの縦断面図
本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。本発明の軸受装置は、車軸用軸受装置(ハブユニット)に適用して説明されるが、本発明は、車軸用軸受装置に限定されるものではなく他の軸受装置にも適用される。
図１ないし図４は、本実施の形態に係り、図１は、ハブユニットの縦断面図、図２は、図１の要部の拡大断面図、図３は、図１の要部の分解斜視図、図４は、図１の要部の作用説明に供する図である。
図１において、１はハブユニット、２は車軸、３は車軸ケースである。図１で示されるハブユニット１の左側は、車両アウター側となり、右側は、車両インナー側となる。
ハブユニット１は、ハブホイール４と、転がり軸受５とを備えている。
ハブホイール４は、不図示の車輪が取り付けられる径方向外向きのフランジ４１と、中空の軸部４２とを備えている。
ハブホイール４の軸部４２の外周面には転がり軸受５が外嵌装着されている。
転がり軸受５は、複列外向きアンギュラ玉軸受からなり、ハブホイール４の軸部４２の小径外周面に圧入外嵌される一方内輪５１と、二列の軌道溝を有する単一の外輪５２と、二列で配設される複数の玉５３と、二つの冠形保持器５４、５４とを備える。ハブホイール４の軸部４２の大径外周面は、転がり軸受５の他方内輪に用いられる。
転がり軸受５の外輪５２の外周には、径方向外向きのフランジ５５が設けられている。転がり軸受５は、このフランジ５５を介して車軸ケース３に固定される。
また、図１において、６は、環状のパルサリング支持体、７は環状の磁気センサ支持体、８は回転検出装置である。
パルサリング支持体６は、転がり軸受５の内輪５１の軸端外周面に圧入外嵌される円筒部６１と、この円筒部６１の軸端から径方向に沿って外方に延びる環状部６２とを備える。
磁気センサ支持体７は、転がり軸受５の外輪５２の軸端外周部に対して圧入外嵌されている車両アウター側に延びる円筒部７１と、内・外輪５１、５２間の環状空間を閉塞する環状部７２と、車両インナー側に伸びる円筒部７３とを備える。この円筒部７３の内周面に車軸２の外周面に接触される弾性リップ７４が接着される。円筒部７１の円周１箇所に径方向内外に貫通する磁気センサ取付用開口部７５が設けられる。
回転検出装置８は、アクティブタイプであって、パルサリング１０と、磁気センサ２０とを備える。
パルサリング１０は、磁性材を用いて環状に形成され、磁気センサ２０と対向する被検知面に周方向交互に互いに異なる磁極であるＳ極とＮ極が着磁されている。また、パルサリング１０は、磁性粉を分散混入したゴム材を磁化することで得られるものである。
磁気センサ２０は、周知のホールＩＣとされる。このホールＩＣは、詳細に図示していないが、ＩＣチップを合成樹脂からなる保護カバーでモールドされて構成されている。磁気センサ２０の外形は、直方体形状とされており、その上端からコード端２１が引き出されている。
磁気センサ２０の軸方向における車両アウター側に面した側面は、検知面とされ、また、磁気センサ２０の上端面は、軸方向に張り出した環状張出片２２が形成されている。
パルサリング１０は、パルサリング支持体６の環状部６２に貼着され、また、磁気センサ２０は、その検知面がパルサリング１０と軸方向で対向するよう、磁気センサ支持体７の開口部７５を挿通されて転がり軸受５の外輪５２の軸端に取り付けられる。
以上の構成において、パルサリング１０の被検知面と、磁気センサ２０の検知面は、互いに軸方向で対向する。
次に、本実施の形態の特徴について説明する。
本実施の形態では、パルサリング１０の被検知面に、非磁性材１１が付着されている。
最初に、非磁性材１１の厚さｔについて説明する。
非磁性材１１は、その厚さｔに対応してパルサリング１０が発生する磁力を弱めることで、その表面における磁性異物に対する磁力による吸着力を弱める作用をする。この場合、非磁性材１１を通過した後の磁力が小さすぎると、磁気センサ２０での検知精度が低下するおそれがある。そこで、非磁性材１１は、磁性異物の付着を防止できる一方で、磁気センサ２０に対してはその検知精度に影響を与えない所要の厚さｔに構成される。
次に、非磁性材１１の表面の摩擦係数μ2について説明する。
非磁性材１１の表面の摩擦係数μ2は、パルサリング１０の被検知面の摩擦係数μ1よりも小に設定される。
非磁性材１１の表面の摩擦係数μ2は、小さくなればなるほど非磁性材１１の表面は滑りやすくなり、磁性異物は、回転体の遠心力でパルサリングから剥れやすくなるので、非磁性材１１の表面の摩擦係数μ2は、小さくなればなるほどよい。
そこで、非磁性材１１の表面の摩擦係数μ2をパルサリング１０の被検知面の摩擦係数μ1より小に設定する方法としては、摩擦係数が小さい素材を非磁性材１１として用いる方法と、非磁性材１１の表面粗さ（例えばＪＩＳＢ０６０１の十点平均粗さ）Ｒｚを小さくする方法と、この２つの方法を合わせた方法との３通りの方法ある。
最後に、非磁性材１１と磁気センサ２０との軸方向の対向間隔Ａについて説明する。
従来(非磁性材１１がない場合)は、パルサリング１０の被検知面と磁気センサ２０との軸方向の対向間隔Ｂは、必要とされる磁気センサからの出力あるいはハブユニットの種類に従って定められる値であった。
非磁性材１１を設けた構成では、非磁性材１１と磁気センサ２０との軸方向の対向間隔Ａを、必要とされる磁気センサからの出力あるいはハブユニットの種類に従って定められる値としてもよいし、従来通り、パルサリング１０の被検知面と磁気センサ２０との軸方向の対向間隔Ｂを、必要とされる磁気センサからの出力あるいはハブユニットの種類に従って定められる値としてもよい。
図４を参照して、動作を説明する。
図４で示すように、パルサリング１０の非磁性材１１に磁性異物Ｓが付着するとき、この磁性異物Ｓは、非磁性材１１の厚さｔ分だけ、パルサリング１０の被検知面から離れることになる。
このとき、パルサリング１０の被検知面に、非磁性部材１１が無く直接、磁性異物Ｓが付着した場合に、パルサリング１０から磁性異物Ｓに加わる磁力をＦ1(直接磁力Ｆ1)とし、また、非磁性材１１を介して間接的にパルサリング１０から磁性異物Ｓに加わる磁力をＦ2(間接磁力Ｆ2)とする。当然、直接磁力Ｆ1＞間接磁力Ｆ2となる。
また、パルサリング１０の表面の摩擦係数をμ1、非磁性材１１の表面の摩擦係数をμ2とすると、μ1＞μ2の関係が成立するから、磁性異物Ｓは、パルサリング１０の表面よりも、非磁性材１１の表面の方が、滑りすい。
仮に磁性異物Ｓが付着しても、非磁性材１１を介して付着したときの摩擦力μ2Ｆ2は、直接付着したときの摩擦力μ1Ｆ1に比べて、当然、弱くなるので、磁性異物Ｓは、内輪５１の回転と伴なう遠心力Ｗを受けて、パルサリング１０の非磁性材１１の表面から容易に剥離する。
以上のことから、パルサリング１０に非磁性材１１を設けることで、磁性異物Ｓは、パルサリング１０の磁力により吸着されにくく、また、非磁性材１１の表面は滑りやすいので、結局、磁性異物Ｓは、遠心力Ｗを受けて、パルサリング１０の非磁性材１１表面から容易に剥離する。
磁性異物Ｓがパルサリング１０に付着しないことによりパルサリング１０の磁力低下を防止できる。
なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
（１）上記実施形態では、パルサリング１０と磁気センサ２０とが軸方向で対向した例を挙げているが、例えば、図５の実施形態のように、径方向で対向させてもよい。パルサリング１０およびパルサリング支持体６が円筒形に形成され、パルサリング支持体６の外周面にパルサリング１０が貼着されるようにする。
パルサリング１０の被検知面に、非磁性材１１が設けられる。さらに、磁気センサ２０の検知面は、径方向下向きにパルサリング１０の被検知面に径方向で対向している。
（２）上記実施形態では、磁気センサ２０を磁気センサ支持体７に対して径方向から着脱するようにした例を挙げているが、図示しないが、軸方向から着脱させるようにしてよい。
（３）上記実施形態では、転がり軸受５の車両インナー側端部に回転検出装置８を設けた例を挙げているが、転がり軸受５の車両アウター側端部に回転検出装置８を設ける構成にしてもよい。
（４）上記実施形態では、転がり軸受５はハブホイール４の軸部４２の外周面を一方の内輪として利用した例を挙げているが、例えば、図６に示す実施形態のように、ハブホイール４と内輪５６とを別体とした２つの内輪５１、５６が並列に設けられたハブユニット１００を使用してもよい。
このようなハブユニット１００の転がり軸受５の車両アウター側端部に対して、本発明の係る回転検出装置８が取り付けられる。
磁気センサ２０は、転がり軸受５に取付穴を設けて取り付けられる。
パルサリング１０は、前記内輪５６の車両アウター側の外端部に断面Ｌ字状のパルサリング支持体６に取り付けられる。パルサリング支持体６の環状板部６２の車両アウト面に磁気センサ２０と対向するようにパルサリング１０が貼着される。このパルサリング１０の磁気センサ２０と対向する面に非磁性材からなる非磁性材１１が設けられる。
（５）上記実施形態の場合、パルサリング１０と磁気センサ２０において、パルサリング１０は、パルサリング支持体６を介して内輪５１に、また、磁気センサ２０は、磁気センサ支持体７を介して外輪５２に、それぞれ、固定されている。
パルサリング支持体６と内輪５１とを含めて軸体とし、磁気センサ支持体７と外輪５２とを含めて筒体とすることができる。そして、前記軸体は回転部材側となり、筒体は固定部材側となる。
この場合、パルサリング１０と磁気センサ２０は、相対回転する関係があればよいから、筒体と軸体のいずれか一方を固定部材側、他方を回転部材側とし、その固定部材側または回転部材側の一方にパルサリング１０を、他方に磁気センサ２０を設けてもよい。
（６）上記実施形態では、回転検出装置を、自動車の駆動車軸用のハブユニットに利用した例を挙げているが、図示しないが周知の従動車軸用のハブユニットにも利用することができる。その他、具体例は挙げないが、要するに、本発明の回転検出装置は、産業機械などの相対回転可能に同心配置される筒体と軸体とのうち、回転する側の部材の回転状態を検出する必要のある場所に使用することができる。
５ 転がり軸受
８ 回転検出装置
１０ パルサリング
１１ 非磁性材
２０ 磁気センサ
５１ 内輪
５２ 外輪
μ1 パルサリングの被検知面の摩擦係数
μ2 非磁性材の表面の摩擦係数

Claims (3)

  1. 車輪が取り付けられる径方向外向きのフランジと中空の軸部とを備えているハブホイールと、前記軸部に圧入された転がり軸受と、前記転がり軸受の内輪側に取り付けられたパルサリングと、前記転がり軸受の外輪側に取り付けられて前記パルサリングに対向される磁気センサとからなるハブユニットであって、
    前記磁気センサは、前記外輪の軸端外周部に圧入された円筒部と、前記内輪および外輪間の環状空間を閉塞する環状部とを備えた磁気センサ支持体の開口部に挿通されることにより取り付けられているとともに、前記パルサリングの被検知面に非磁性材が付着され、前記非磁性体の表面の摩擦係数が、前記被検知面の表面の摩擦係数よりも小に設定され、前記非磁性材の厚さが、前記パルサリングの磁力を弱くするとともに、前記磁気センサの検知精度に影響を与えないように設定している、ことを特徴とするハブユニット。
  2. 前記パルサリングの磁極が、磁性粉を分散混入したゴム材を磁化することにより得られる、ことを特徴とする請求項１に記載のハブユニット。
  3. 前記外輪の軸端外周部に対して圧入外嵌されている車両アウター側に延びる第１円筒部と、車両インナー側に延びる第２円筒部と、前記第１円筒部と前記第２円筒部との間に前記内外輪間の環状空間を閉塞するように設けられている環状部とによって、前記磁気センサ支持体が構成され、前記第２円筒部の内周面に車軸の外周面に接触される弾性リップが接着されている、ことを特徴とする請求項１に記載のハブユニット。
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